两种不同羧酸单体的两性聚羧酸盐水煤浆分散剂的制备及性能对比

以烯丙基醇聚氧乙烯醚500（APEG-500）、羧酸单体 （丙烯酸和衣康酸）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）等为原料，合成了具有不同羧酸单体的两性聚羧酸盐水煤浆分散剂。采用FTIR、1HNMR对分散剂的结构进行表征，并结合水煤浆黏度、XPS、Zeta电位、接触角、稳定性等测试，讨论了不同羧酸单体对分散剂的分散性能的影响，探究了分散剂与煤粒表面的作用机理。结果表明：当DMDAAC用量为单体质量之和的6.0%时 ，两性聚羧酸盐分散剂对水煤浆的表观黏度降低效果优于阴离子型的聚羧酸盐分散剂；羧酸单体为衣康酸的分散剂性能更优，使陕西榆林煤最大固体质量分数达到66.5%，Zeta电位由-20.8 mV变化到-31.9 mV，吸附膜厚度和饱和吸附量分别为2.56 nm和3.23 mg/g，对煤粒的润湿性更好，浆体的稳定性显著提高，表明双羧基比单羧基更能提高分散剂性能。     

SAS/MAA/MPEGMAA聚羧酸盐分散剂的制备与性能

以甲基丙烯酸(MAA)和4种不同侧链长度的甲氧基聚乙二醇(MPEG相对分子质量分别为350,500,750,1000)先聚合得到酯化大单体(MPEGMAA),再以甲基丙烯酸,烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,在引发剂过硫酸钾,阻聚剂对苯二酚作用下聚合得到4种具有不同侧链长度的聚羧酸盐分散剂。通过红外(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的结构、相对分子质量及其分布进行了表征和分析,并将其作用于彬长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、流变性、zeta电位、吸附性以及最大成浆浓度和稳定性,测定其与煤的接触角,并通过X射线光电子能谱(XPS)分析,得出煤粒表面吸附分散剂后的吸附层厚度为6.12 nm。结果表明,侧链长度为SAS/MAA/MPEGMAA750的聚羧酸盐分散剂具有良好的润湿和吸附效果,对彬长煤具有更好的降黏、分散和稳定作用。     

SAS/MAA/MPEGMAA聚羧酸盐分散剂的制备与性能

以甲基丙烯酸（MAA）和 4 种不同侧链长度的甲氧基聚乙二醇（MPEG相对分子质量分别为350,500,750,1000）先聚合得到酯化大单体（MPEGMAA）,再以甲基丙烯酸,烯丙基磺酸钠（SAS）为单体,在引发剂过硫酸钾,阻聚剂对苯二酚作用下聚合得到 4 种具有不同侧链长度的聚羧酸盐分散剂。通过红外（FT-IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）对聚合物的结构、相对分子质量及其分布进行了表征和分析,并将其作用于彬长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、流变性、zeta电位、吸附性以及最大成浆浓度和稳定性,测定其与煤的接触角,并通过X射线光电子能谱（XPS）分析,得出煤粒表面吸附分散剂后的吸附层厚度为 6.12 nm。结果表明,侧链长度为SAS/MAA/MPEGMAA750的聚羧酸盐分散剂具有良好的润湿和吸附效果,对彬长煤具有更好的降黏、分散和稳定作用。     

煤气化废水制备水煤浆的成浆特性研究

以煤气化废水为原料,研究了煤制甲醇工艺气化、变换、合成工段产生的废水及其内含主要组分对成浆性能的影响,通过接触角、Zeta电位和添加剂吸附量探讨了各组分对水煤浆成浆特性的作用机理。结果表明:气化灰水、甲醇废水和变换凝液均对成浆性产生不利影响;有机分子醇类和大量阳离子的存在不利于成浆,阴离子能改善煤浆性能;接触角、Zeta电位和吸附量分析表明,废水中的有机分子醇类优先吸附于煤粒表面,降低添加剂吸附量,对煤粒表面润湿性、电负性产生不利影响;阳离子通过中和煤粒表面电负性及离子间的"桥键"作用使得添加剂吸附过量,导致煤粒吸附水膜变厚,浆体性能下降;阴离子吸附于煤粒表面,替代部分无效添加剂,有利于成浆。     

不同长度侧链的梳状结构聚羧酸盐的合成及其对新拌水泥浆体性能的影响

通过自由基聚合反应合成了3组主链聚合度基本相同、侧链长度不同的梳状结构聚羧酸盐,对其表面张力和对水泥浆体流动性的影响进行了测试,并研究了其对硅酸盐水泥及添加不同品种和掺量的辅助性胶凝材料的水泥浆体的液相表面张力、流动性及Zeta电位的影响。结果表明:其它实验条件不变、主链聚合度相同的情况下异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)与α-甲基丙烯酸(α-MAA)的摩尔比从1:1增加到5:1,合成的聚羧酸盐的表面张力从47.70 m N/m降低至35.53 m N/m,添加到水泥净浆中时初始流动度从280 mm增大至310 mm;随着辅助性胶凝材料和聚羧酸减水剂掺量的增加,水泥浆体的液相表面张力减小、流动性增强;当水胶比从0.5降到0.3,水泥浆的Zeta电位呈现上升趋势,浆体稠度变大,Zeta电位变化更明显;水胶比为0.3时,水泥浆体的Zeta电位值随着辅助性胶凝材料和聚羧酸减水剂掺量的增加呈现下降趋势。     

三聚磷酸钠对水煤浆分散剂性能的影响

针对煤粉中含有的高价金属离子会降低水煤浆的成浆性问题,采用了三聚磷酸钠作为金属离子调节剂与几种阴离子型分散剂复配后,进一步提高分散降黏性能.通过测定分散剂在煤粒表面的吸附量、Zeta电位及吸附层厚度,揭示了三聚磷酸钠对脂肪族分散剂(SAF)、木质素系分散剂(GCL3S)及萘系分散剂(FDN)的分散协同增效作用机理.结果表明,三聚磷酸钠与SAF复配同时增加了煤粒之间的静电排斥力和空间位阻,使分散剂在煤粒表面的Zeta电位和吸附层厚度均增大;与GCL3S复配主要增加了煤粒之间的静电排斥作用;对FDN是通过增加分散剂在煤粒之间的空间位阻效应,促进分散降黏性能的提高.     

不同结构聚羧酸减水剂在吸附质浆体表面的吸附-分散效应

为考察不同侧链密度的减水剂分子在水泥-钠基膨润土浆体中的吸附-分散效应,以丙烯酸和2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚自由基共聚法,通过调整链转移剂构建出适当主链长度且不同侧链密度的聚羧酸减水剂.采用GPC、Zeta电位、TOC、流动度测试技术表征,着重考察了相近主链长度、不同侧链密度的减水剂在水泥-钠基膨润土混合浆体中的吸附-分散特性.结果 表明:侧链密度设计越高,主链长度同步减小,减水剂分子初始吸附量越小;内掺钠基膨润土后在分散性能方面侧链密度高的占优势,且内掺量越大,侧链密度高的减水剂抗泥质吸附能力越强.     

马来海松酸醇酰胺的合成及其对神华煤分散作用的研究

以松香为原料,与顺丁烯二酸酐加成,再经二乙醇胺改性得到一种多元环状结构的马来海松酸醇酰胺水煤浆分散剂。分散剂含有多个醇酰胺链段,能使水很快润湿煤表面。结合水煤浆在不同浓度、pH、转速等条件下的流变行为和Zeta电位,讨论了分散剂对陕西神华煤成浆性的影响,初步探讨了该分散剂与煤粒的作用机理。研究认为分散剂加入后,以疏水基团与煤表面相连,亲水基团与水相连,并通过亲水链段的空间位阻效应,有效阻隔了煤粒间的聚集,使煤粒得到均匀分散,达到了降低水煤浆粘度,提高稳定性的作用。     

梳型聚羧酸盐分散剂在均三氮苯类农药制剂中的应用

考察梳型聚羧酸盐分散剂在均三氮苯类农药制剂中的应用效果。采用超细粉碎、旋转造粒法制备4种均三氮苯类农药水分散颗粒剂(WDG)。以悬浮率、润湿性、崩解性、热贮稳定性等为标准,再结合农药结构以及Zeta电位的变化分析制剂的质量。梳型聚羧酸盐分散剂对均三氮苯类农药的分散作用各异。当分散剂用量为4%~6%时,WDG的性能如悬浮率、润湿性、抗硬水能力、Zeta电位及热贮稳定性均达到甚至超过国外同类型分散剂的效果。梳型聚羧酸盐分散剂对不同结构的均三氮苯类农药有不同的作用效果,能够为该类农药复配制剂的配方开发提供参考。     

三种水质对煤沥青水浆制备及性质的影响

以中温煤沥青为原料,采用冷冻粉碎方法制得具有一定粒度级配的煤沥青粉后,再加入适量分散剂与去离子水、自来水和焦化废水分别制备煤沥青水浆.考察了分散剂用量与煤沥青水浆流变性的关系,并对分散剂在煤沥青表面的吸附和Zeta电位进行了研究.研究表明,三种水均能制得浆体浓度为70%的煤沥青水浆,且浆体的表观黏度均随剪切速率的增加呈下降趋势.由去离子水、自来水和焦化废水制得煤沥青水浆的低位发热量、挥发分和灰分均达水煤浆Ⅰ级标准,硫分达Ⅱ级标准.三种水的分散剂溶液在煤沥青表面的吸附量和Zeta电位均随分散剂浓度的增加呈增大趋势,当分散剂浓度达到一定值后继续增加分散剂的浓度,吸附量和Zeta电位稍有下降,且吸附量和Zeta电位达到最大时对应的分散剂浓度基本相同.     

不同降解方式对淀粉基水煤浆分散剂性能的影响

分别采用氧化法(H₂O₂为氧化剂)、酸解法(HCl)两种不同的方式制备降解淀粉,在相同的实验条件下,以丙烯酸(AA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,H₂O₂-Fe²⁺为引发剂,通过自由基聚合反应制备3种淀粉基水煤浆分散剂。通过红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(¹HNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)对产物的分子结构、相对分子质量及分布进行了表征和分析。将3种分散剂应用于彬长煤制浆,考察对比了浆体的表观黏度、分散剂最佳添量、最大制浆浓度、流变性、Zeta电位、吸附特性及静态稳定性等。结果表明,经氧化降解制备的淀粉基水煤浆分散剂在最佳添加量0.4%(质量分数)时,水煤浆最大制浆浓度可达到67%,表观黏度为906mPa·s,煤粒表面的Zeta电位由–12.1mV变化到–47.3mV,相较于由玉米淀粉及酸降解淀粉制备的水煤浆分散剂对彬长煤具有更好的降黏、分散、稳定作用。     

The comb-like modified styrene-maleic anhydride copolymer dispersant for disperse dyes

The comb-like styrene-maleic anhydride copolymer-g-isatoic anhydride-methoxypolyethylene glycols condensate (SMA-g-IA-MPEG) was synthesized by transesterification and amidation reaction. The chemical structure of SMA-g-IA-MPEG was characterized by FTIR and ¹H-NMR. The comb-like modified SMA was first employed as the dispersant of disperse dyes suspension in this paper. The addition of SMA-g-IA-MPEG dispersant improved the dispersibility and stability of the disperse dyes suspension observably due to the steric hindrance and electrostatic repulsion on the surface of dye particles. The impacts of the length of side chains on the particle size, Zeta potential, centrifugal stability, and temperature sensitivity of disperse dyes suspensions were particularly discussed. The results showed that SMA-g-IA-MPEG with moderate length of side chain had the best dispersibility for disperse dyes suspension and the average particle size of dyes can be reduced to 356.1 nm. Thus, the comb-like dispersants played a vital role in dispersing of disperse dyes. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 47330.     

Effects of chemical structure on the properties of carboxylate-type copolymer dispersant for coal-water slurry

In this study, a series of carboxylate-type copolymer dispersants were prepared. The effects of chemical structures of the copolymer dispersants, including the molecular weight, kind, quantity and ratio of hydrophilic/hydrophobic groups, and side chain length, on the solid loading, apparent viscosity, zeta potential, rheological behavior, and stability of coal-water slurry (CWS) prepared from Dongtan, Yima, and Datong coals were systematically investigated. The dispersion performance of the copolymer can be improved by adjusting its chemical structures, and the dispersion mechanism was discussed. In addition, a high solid loading CWS with excellent stability toward settling can be achieved by means of the copolymer dispersant and carboxymethyl cellulose sodium salt (CMC-Na). Experiments have proved that the copolymer has the potential to be developed as a new high-effective dispersant for CWS. © 2009 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2009     

Preparation of amphoteric polycarboxylate superplasticizers and their performances in cementitious system

A series of amphoteric polycarboxylate (PC) polymers were synthesized by radical copolymerization of acrylic acid (AA), [3‐(methacryloylamino) propyl] trimethylammonium chloride (MAPTAC) and ω‐methoxypolyoxyethylene methacrylate ester (MPEGMA). Cationic groups were introduced in to PC molecules with expectation of less retardation effect on cement hydration compared to the traditional anionic PC superplasticizers. The content of cationic groups in polymer was varied by changing the monomer ratio of MAPTAC to AA in the synthesis recipes. The structure of the synthesized amphoteric PCs was verified by gel permeation chromatography (GPC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The performances of the amphoteric PCs were evaluated by measurement of flowability and zeta‐potential of cement pastes and adsorption amount of PC in cement pastes. Impacts of the PCs on cement hydration were studied by isothermal calorimetry. It is concluded that both anionic and cationic PC polymers can be effectively adsorbed onto the surface of cement particles and thus change the zeta potential of cement pastes. The adsorption amounts of the amphoteric PCs decrease with increasing content of cationic units. A proper incorporation of cationic units into PC polymers may lead to a higher fluidizing performance in fresh cement pastes. The amphoteric PC polymers with higher content of cationic units show less retardation effect on cement hydration and hence higher early strength of cementitious materials may be achieved by using amphoteric PCs with appropriated content of cationic units without losing their plasticizing efficiency. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41348.     

MgO超细颗粒水分散体系的稳定性研究

研究了影响MgO颗粒在水介质中的分散稳定性的因素,并通过降沉实验和测定颗粒的Zeta电势、颗粒粒度以及分散剂在颗粒/水界面的吸附等温线等来解释相关机理。研究发现,阴离子表面活性剂SDS和阳离子表面活性剂CTAB能够吸附在颗粒/水界面,提高颗粒表面的Zeta电势,增加颗粒间静电排斥效应,从而阻碍颗粒间发生絮凝,提高体系的分散稳定性。而阳离子高分子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)在颗粒表面形成多点吸附,从而阻碍其它PEI分子在颗粒表面的吸附,对MgO微粒分散体系的稳定性贡献较小。     

烷基酚聚氧乙烯醚亲水链长度对水煤浆性能的影响

以烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)为水煤浆添加剂,在不添加稳定剂的情况下,采用粘度分析法研究了APEO亲水链长度对5种不同煤所制得水煤浆的分散降粘作用的影响. 结果表明,当APEO的亲水亲油平衡值为18.5±0.4,即APEO的聚氧乙烯加成数(EO数)为60~100时,所得水煤浆浆体的表观粘度出现最低值,再增加或降低EO数,成浆性能下降. 不同APEO对应的最佳EO数不同,烷基链较短的对应较短的亲水链,烷基链较长的对应较长的亲水链. 烷基碳原子数为7, 9, 12, 14, 16, 18时,对应的最佳EO数分别为60, 60, 70, 80, 90和100.     

复配分散剂与不同煤化程度煤成浆性能的研究

为了考察复配分散剂对不同煤化程度煤的成浆性能的影响,以木质素磺酸钠与萘磺酸钠复配分散剂对山西王坡煤(WP)、淮北朱仙庄煤(ZXZ)、内蒙古上湾煤(SW)3种不同煤化程度的煤样进行了制浆试验。结果表明:复配分散剂对上湾煤样所成浆的流动性和稳定性产生较大影响,但成浆浓度不高;对较高煤化程度煤样的成浆性提高效果明显,选用3号分散剂王坡煤的成浆浓度达到最大66.8%;朱仙庄煤选用4号分散剂可以制成流动性和稳定性较好的煤浆,其煤浆浓度达67.0%。木质素磺酸钠及萘磺酸复配分散剂的协同作用对不同煤化程度煤样成浆性的影响与煤的结构有关,此复配分散剂对煤化程度较高煤的成浆性提高较有利。     

羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂在煤沥青表面的润湿特性

以自制的羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂为研究对象,在考察其表面活性的基础上,进一步研究了表面活性剂在煤沥青表面的润湿性。研究表明,羟基型Gemini表面活性剂在煤沥青表面的接触角随疏水链长度的增长呈先减小后增大趋势,其中C₁₂-OH在煤沥青表面的润湿效果最好;对于m-n-m酯基型Gemini表面活性剂而言,接触角随疏水链长度的增长而降低。当疏水链长度一定时,m-6-m在煤沥青表面的润湿效果比m-2-m好。在一定浓度范围内,C₁₀-OH、C₁₂-OH和12-2-123种Gemini表面活性剂的表面张力与其在煤沥青表面黏附张力呈线性关系。煤沥青表面的Zeta电位随Gemini表面活性剂浓度的增大呈先增大后趋于平稳的趋势。