木质素磺酸钠的改性及应用研究.pdf

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1、第35卷第4期煤炭转化Vol_35No．42012年l0月C0ALC0NVERS10N0ct．2Ol2木质素磺酸钠的改性及应用研究宋军旺D郭睿鹿凯"徐瑛D赵鹏飞D孙宾涛D摘要采用超滤分级的方法筛选出相对分子质量在500010000的木质素磺酸钠，对其进行了丙烯酸接枝聚合．通过傅立叶红外光谱分析(FTIR)对其结构进行了表征，并测定了其表面张力、接触角以及进行了水煤浆性能测试．实验表明，与木质素磺酸钠相比，接枝聚合产物LA能更有效地降低表面张力，接触角A<质素磺酸，应用于水煤浆(Cws)添加剂可使黏度降低100mPa·s～300mPa·S，与萘磺酸

2、钠作添加剂的水煤浆黏度相当，水煤浆的静态稳定性也明显增强．关键词超滤，木质素磺酸钠，丙烯酸，接枝聚合中图分类号X783．5，TQ325．7钠对煤粉的分散作用，研究表明，相对分子质量为0引言5000～10000的木质素磺酸钠分子中亲水基团如羟基、酚羟基、磺酸根质量分数最大，随着分子质水煤浆(coalwaterslurry)简称CWS，是一种量的增加，亲水基团质量分数降低．因此，本实验以煤基代油的燃料，具有节能和环保的优势．水煤浆对相对分子质量在5000～10000的木质素磺酸分散剂的添加是其中的关键技术之一，直接影响到钠进行了改性研究．水煤浆的性能

3、和生产成本．El-21目前，我国市场上应用较为广泛的是以石油为原料的化学合成添加剂，1实验部分原料较为短缺，价格偏高，因此需要研发来源丰富、价格低廉的新型水煤浆添加剂[3]，木质素磺酸盐就1．1原料与试剂是当前的研究热点之一．木质素磺酸钠是一种价格低廉、结构复杂的阴离子型表面活性剂，来源于亚木质素磺酸钠：工业品，河南双环助剂有限公司硫酸盐制浆法的造纸废液．木质素磺酸盐分子是生产．丙烯酸：分析纯，北京益利精细化学品有限公由大约5O个苯丙烷单元组成的近似于球状的三司生产．双氧水(3O)：分析纯，北京化工厂生产．硫维网络结构体，其中心部位为未磺化的原木

4、质素酸亚铁：分析纯，北京化工厂生产．三维分子结构，外围分布着被水解且含磺酸基的1．2木质素磺酸钠的超滤分级侧链，最外层由磺酸基的反离子形成双电层[5]，其相对分子质量分布在300～100000之问．根据木采用XX80EL005型超滤设备对木质素磺酸钠质素的碱性硝基苯氧化反应证明了木质素主要含进行超滤分级，超滤膜有截留相对分子质量分别为有3种结构基团：愈疮木基苯丙烷结构、对羟基苯5000和10000两种规格．丙烷结构和紫丁香基苯丙烷结构．[6国内外关于1．3实验方法木质素磺酸盐与丙烯酸接枝聚合的研究很多，Moze等分别以CaC12／H202和FeS

5、O4／H202将一定量的木质素磺酸钠溶于水中，加入装有搅为引发剂，研究了木质素磺酸盐与丙烯酸的接枝拌器的250mL四口瓶中，加入一定量的FeSO,·共聚反应，张致发等[g研究了木质素磺酸盐与丙7HO，开动搅拌．待反应液温度上升到7O℃～8O℃烯酸电化学接枝共聚反应，但是，对不同分子质量时，开始并流滴加一定量的单体丙烯酸和HzOz，反段的木质素磺酸钠的改性研究很少．华南理工大应一定时间后，即得共聚物粗品．加入异丙醇，分离学的邱学青等[1。]研究了不同分子质量木质素磺酸出沉淀，再用乙醇抽提丙烯酸均聚物，剩余沉淀再用1)硕士生；2)教授、高级工程师、硕

6、士生导师，陕西科技大学化学与化工学院，710021西安收稿日期：2012-04—05；修回日期：2012—07—04第4期宋军旺等木质素磺酸钠的改性及应用研究57甲醇除去未反应的木质素磺酸钠，蒸馏溶液即得接表2正交实验与数据分析Table2Resultsofoptimizationusingthefactors枝共聚物，再对其进行傅立叶红外光谱(FTIR)分析以及接触角比较．1．4红外光谱实验分离提纯后的样品采用溴化钾压片法做红外光谱测试，所用仪器为德国BRUKER公司VEC—ToR一22型傅立叶变换红外光谱仪．1．5接触角比较用EasyDrop

7、接触角测定仪分别测定水、木质素磺酸钠溶液和LA溶液与煤粉的接触角．1．6样品表面张力的测定测量样品不同水溶液浓度下的表面张力，实验温由表1和表2可见，A，B，C。和D都对应着度为25℃，所用仪器为Ⅺz一200全自动界面张力仪．煤浆黏度最低点，所以正交实验的优化组合96、为00§篁目∞§1．7水煤浆制备以及流变性能检测ABC。D，适宜的反应条件为：反应温度75℃，反应时间4．0h，引发剂用量4，丙烯酸单体用量采用干法制浆，所有浆样均在完全相同的条件6．四因素对共聚物定浓黏度性能的影响顺序下制备，分散剂用量为干基煤样的0．4．水煤浆成是丙烯酸用量>引

8、发剂用量>反应温度>反应浆性能测试：采用博力飞Brookfield公司DV一Ⅲ型流时间．变仪，在室温下，表观黏度取剪切速率为80r／ra