聚丙烯酸钠对碳酸钙悬浊液分散稳定性的影响.docxVIP

①聚丙烯酸钠对碳酸钙悬浊液分散稳定性的影响陈慧娟1)钊2)袁德才3)白1)2)3)大庆石油学院石油化工系,安达,151400大庆石油管理局科技办,大庆,163453大庆石油化工总厂工程公司,大庆,163714摘要分别用透光率法和粒径分布法测定了不同相对分子质量的聚丙烯酸钠对碳酸钙悬浊液的分散稳定作用。两种方法所得实验结果一致表明:随着时间增加,体系中碳酸钙粒子有变小的趋势,小粒子所占的比例有所上升;PAS的相对分子质量和质量浓度增加,碳酸钙粒子变小的趋势增大,分散稳定作用增强;相对分子质量为3000～4000的聚丙烯酸钠对碳酸钙悬浊液的分散稳定作用最强。主题词丙烯酸;分散剂;聚丙烯酸钠;碳酸钙;分散稳定性中图法分类号TQ314.255第一作者简介陈慧娟,女,1953年生。讲师。1977年毕业于大庆石油学院石油加工专业。现从事应用化学方面的研究。0前言高分子化合物分散剂近年来发展很快,被认为是最有前途的清垢阻垢剂。自制了一系列不同相对分子质量的聚丙烯酸钠(PAS),并用透光率法和粒径分布法研究了聚丙烯酸钠相对分子质量对碳酸钙悬浊液分散稳定性的影响。两种方法所得结果均表明:在一定相对分子质量范围,随着时间增加,体系中固体粒子有变小的趋势,小粒子所占的比例有所上升;PAS的相对分子质量和质量浓度增加,碳酸钙粒子变小的趋势增大,分散稳定作用增强。1实验111主要试剂及仪器丙烯酸,AR;氢氧化钠,AR;碳酸钙,自制;7230分光光度计;SEDIGRAPH5100粒度分析仪,粒径测定范围011～300μm。112实验方法及结果11211聚丙烯酸钠的合成及其性质以丙烯酸为原料,按文献1的方法制得一系列不同相对分子质量的聚丙烯酸钠PAS21～PAS26,用端基滴定法2测得它们的相对分子质量分别为775,925,1300,1930,3000和4000。11212分散能力的测定(1)透光率法3。悬浊液中固体颗粒越多,透光率越低。悬浊液静止一定时间后,透光率越小,则悬浊液越稳定,分散剂的分散稳定作用越强。在9个刻度试管中各加50cm3质量浓度分别为0,1.0,2.0,3.0,4.0,6.0,7.0,9.0和10.0g·dm-3的PAS21水溶液,再各加入0.1g粒径d小于150μm的碳酸钙粉末,充分摇匀,静置48h后,取上层悬浊液体用1cm比色皿,以聚丙烯酸钠溶液做参比,测其在波长为400nm处的透光率T。以测得的透光率T对PAS21质量浓度ρ做图,得一曲线。改用不同相对分子质量的聚丙烯酸钠,重复上面实验,测定表征分散稳定性的T～ρ曲线。将相对分子质量不同的聚丙烯酸钠T～ρ曲线画在同一图中,见图1。(2)粒径分析法4。用SEDIGRAPH5100型粒径分析仪,采取沉降法测定悬浊液中固体颗粒的粒径分收稿日期:1997209209审稿人:蔡经炳①·32·第1期陈慧娟等:聚丙烯酸钠对碳酸钙悬浊液分散稳定性的影响布,测量加有聚丙烯酸钠的碳酸钙悬浊液中不同时刻固体颗粒的粒径分布。从而对聚丙烯酸钠的分散稳定作用有更深入的研究。在2个50cm3刻度试管中各加50cm3质量浓度为8.0g·dm-3的PAS24水溶液,再各加入0.1g的碳酸钙粉末,充分摇匀,分别静置48h和72h后,重新摇匀,用SEDIGRAPH5100型粒径分析仪测定悬浊液中碳酸钙固体颗粒的粒径分布情况,结果见图2和图3。用质量浓度为10.0g·dm-3的PAS25和质量浓度为8.0g·dm-3的PAS26水溶液代替PAS24水溶液,重复上面实验,结果见图4～7。2实验结果分析从图1可以看出,随着ρ(PAS)增大,分散系统的透光率T降低,表图1悬浊液透光率T随ρ(PAS)的变化明悬浮液中碳酸钙颗粒增多,系统稳定性增加,但用不同的聚丙烯酸钠时,图2用PAS24分散48h后分散体中d的分布图3用PAS24分散72h后分散体中d的分布图4用PAS25分散48h后分散体中d的分布图5用PAS25分散72h后分散体中d的分布图6用PAS26分散48h后分散体中d的分布图7用PAS26分散72h后分散体中d的分布变化的幅度不同。从PAS21到PAS26随着聚丙烯酸钠相对分子质量增加,其分散效果依次增强;相对分子质量从2000增至4000时,分散作用增加得最为显著,这表明影响聚丙烯酸钠对碳酸钙分散性能的主要因·33·大庆石油学院学报第22卷1998年素是相对分子质量和PAS的质量浓度。PAS相对分子质量低时,每个分子上具有吸附活性的基团少,因而不足以在碳酸钙颗粒表面形成有足够强度的吸附膜,所以尽管其质量浓度增加,但分散作用增加缓慢。相对分子质量高的PAS,因分子链增长,具有吸附功能的基团增多,在质量浓度足够大的情况下,能在固体颗粒表面形成较厚的吸附膜,该膜不仅强度大,而且粒子的ζ电位增加,相互间排斥力增加,所以