淀粉接枝共聚物水煤浆分散剂制浆性能的研究.pdf

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1、第35卷第2期煤炭转化V01．35No．22012年4月C0ALC0NVERS10NApr．2012淀粉接枝共聚物水煤浆分散剂制浆性能的研究赵方”张光华韩文静”强轶摘要在氧化还原体系中，以淀粉为主链，以苯乙烯和丙烯酸羟乙酯为单体，通过无皂乳液聚合法制备了一种梳状淀粉接枝共聚物水煤浆分散剂，通过红外光谱、Zeta电位和动态接触角对其结构和性能进行表征和分析，并考察了分散剂的用量和水煤浆浓度对神华煤制浆性能的影响．分散剂用量为0．5(质量分数)，水煤浆浓度为65(质量分数)时，水煤浆的分散性能最佳，表观黏度为852mPa·S．关键词淀粉接枝共聚物，水煤浆，分

2、散剂，表观黏度中图分类号TQ517．43钠，均为分析纯；实验煤样采自陕西神华煤矿．0引言XM一4行星球磨机；NXS一4C水煤浆黏度仪；VECTOR一22傅立叶红外光谱仪；Malvern电位粒目前，工业应用的水煤浆分散剂主要有萘系、腐度分析仪；EasyDrop接触角测定仪．殖酸系、木质素系、聚烯烃系、丙烯酸系以及相关复1．2淀粉接枝共聚物的制备配产品．『1萘系分散剂制浆存在着稳定性差和成本较高的问题，腐殖酸系和木质素系分散剂则存在制在三口烧瓶中加入一定量的玉米淀粉、过硫酸浆黏度大和投加量多的问题，而其他非离子分散剂钾和去离子水，搅拌，升温至90℃，恒温搅拌

3、和聚羧酸类分散剂虽高效但价格昂贵，制浆成本30min，使淀粉完全被氧化，然后降温至80℃，调高．_2分散剂是影响水煤浆性能及价格的主要因素pH至5～6，加入少量的硫酸亚铁，用恒压滴液漏斗之一_3J，因此，寻求新的原料来合成新型水煤浆分散滴加双氧水及苯乙烯和丙烯酸羟乙酯的混合单体，剂，开发适合多煤种制浆且性价比高的分散剂是当控制滴加速率4s～5s，加入适量分子质量调节剂，今开发的重点．_4本研究针对神华煤表面富含极性滴加完毕后保温反应2h～3h．将反应物冷却至室含氧官能团和亲水性强的结构特点，通过自由基温，用浓度为2O％的氢氧化钠水溶液调节pH至聚和反应，

4、在淀粉链上引入苯乙烯和丙烯酸羟乙酯合7～9，出料得褐色乳液．成性能优良而又独具特色的梳状水煤浆分散剂．以淀1．3产物分析粉为原料制备水煤浆分散剂的研究鲜有报道，本研究制备的水煤浆分散剂性能好，可生物降解，毒性低；原1．3．1分散剂乳液固含量的测定料来源易得，价廉；结构灵活，可以根据实际需要改变样品合成完毕后，取表面皿，烘干2h，称表面其分子结构，从而能够广泛用于多种煤质的分散．皿质量m。．在表面皿上加入一定量的样品，记录样品的具体加入量．将加入样品的表面皿放入烘箱1实验部分内烘至恒重，取出后称表面皿和烘干固体的质量m。，按下面公式计算乳液固含量(S)：1

5、．1试剂与仪器S=—m3-—ml×100％2玉米淀粉，工业级；丙烯酸羟乙酯(HEA)、苯乙1．3．2单体转化率烯(St)、过硫酸钾(KPS)、硫酸亚铁、双氧水、氢氧化按下式计算转化率(c)：*国家自然科学基金资助项目(21176148)和陕西省科学技术研究发展计划项目(2009K02一O6)1)硕士生；2)教授、博士生导师，陕西科技大学化学与化工学院，710021西安收稿日期：2Ol1-11-30；修回日期：2012—02—22煤炭转化C—Wt)'(S-WuX1O09／6煤浆是否具有较好的流动性和稳定性．流变性也是uM／u影响水煤浆性能的重要因素．水煤浆

6、的表观黏度和式中：w——乳液总量，g；W——聚合体系中总的流变性用NXS一4C水煤浆黏度仪测定．不挥发物质的量，g；M一加人单体总质量，g；1．4．3水煤浆的稳定性测定S——固含量，％．水煤浆的稳定性是指水煤浆在储存与运输过程1．3．3红外光谱分析中保持其物性均匀能力的性质．本实验采用观察法采用德国Brucher公司EQUINX55型红外光测试水煤浆的稳定性]，具体方法如下．谱仪，用ATR法测定红外光谱．1)析水率：将适量水煤浆装入50mL的量筒1．3．4水煤浆的Zeta电位测定中，静置一段时间后观察试管上析水量，测量析水高水煤浆的Zeta电位用英国马尔

7、文公司生产的度与原来水煤浆高度的百分比．Zeta电位分析仪测定．2)流动性：水煤浆流动性采取目测观察法，分1．3．5煤表面接触角的测定为A，B，C，D四个技术指标，每个技术指标判别标采用动态接触角仪器观察淀粉分散剂滴加到煤准为：线性流体，A；流动性稍差，稠状液体，B；流动表面后接触角的动态变化，并以水为对照．性稍差，黏稠状液体，C；不成浆，D．I．4成浆实验2结果与讨论本实验对神华煤进行测试，神华煤煤质分析见表1．表1神华煤煤质分析(％)2．1淀粉接枝共聚物水煤浆分散剂的物化性能和Table1Proximateanalysisofcoal(J结构表征2．

8、1．1淀粉接枝共聚物的物化性能淀粉接枝共聚物的物化性能见表2．*Percento