乳液狀有機高分子絮凝劑
來源：愛森（中國）絮凝劑有限(xian)公司(si) 閱讀(du)：2769 更(geng)新時間：2009-01-14 11:10乳液狀有機高分子絮凝劑
1－乳液(ye)
聚(ju)丙烯酰胺等有機高(gao)(gao)分子聚(ju)合物是高(gao)(gao)分子量(liang)、水溶(rong)性聚(ju)合物，主要(yao)用途是做絮(xu)凝劑。與水混合后，它們緩慢(man)地(di)溶(rong)解，形成粘稠溶(rong)液(ye)，此過程需(xu)60 - 120分鐘(zhong)。為了(le)提(ti)高(gao)(gao)溶(rong)解速度，可(ke)以把聚(ju)合物研磨(mo)成大于750微米的(de)顆(ke)(ke)粒(li)。顆(ke)(ke)粒(li)尺寸小于750微米時，遇水就容易結團(tuan)，形成所(suo)謂(wei)“魚(yu)眼(yan)”。要(yao)快速溶(rong)解又不產生“魚(yu)眼(yan)”，可(ke)以采用乳液(ye)型(xing)的(de)聚(ju)合物。
生(sheng)產乳(ru)液聚(ju)(ju)聚(ju)(ju)合物的工藝過程(cheng)如下：
* 配制單體(ti)水(shui)溶液,
* 在穩定劑幫助下，用(yong)單(dan)體溶液制備油包水(shui)型(xing)乳液（內相顆粒約(yue)1微米），
* 用催化劑使乳液發生(sheng)聚合反(fan)應
這種乳(ru)液與水混合不會分散和溶解(jie)，因此有必要(yao)：
* 加一種親水性(xing)(xing)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑到水中(zhong)，使乳液反(fan)相，即表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑使油(you)相成為 ; 分散相，聚合物得以迅速溶(rong)解(jie)。
或者：
* 在(zai)乳液生產初期就(jiu)加上述表面(mian)活性劑，使乳液成(cheng)為“自動反(fan)相”乳液。
兩(liang)種情況(kuang)達到的效果是一(yi)樣的。
; SNF只(zhi)生產“自動反相(xiang)”乳液(ye)。但(dan)在下述(shu)情況，有必要向水中加一些表面活性劑。
2－反相乳液在(zai)水(shui)中(zhong)的濃度
為(wei)了使乳液正常反相(xiang)，表面活性(xing)劑必須達到其(qi)最低有效(xiao)濃度。
在標準硬度的水(shui)中(zhong)，從測(ce)定得(de)知聚合物(wu)在水(shui)中(zhong)有效濃度在5克/升時才(cai)能發生正常的反相。
通常乳液(ye)中含25％到46％有(you)效(xiao)聚合物，而(er)最佳稀(xi)釋(shi)倍數(shu)為50至(zhi)100倍。因此當稀(xi)釋(shi)倍數(shu)超(chao)過100，表面活性劑濃(nong)度不夠(gou)，部分(fen)乳液(ye)不能溶(rong)于水，而(er)當稀(xi)釋(shi)倍數(shu)小于50，乳液(ye)的(de)粘度太高。
3－反(fan)相過程中的(de)剪切
為(wei)了達(da)到良好的反相，每個聚合(he)物顆(ke)粒(li)在(zai)水(shui)中(zhong)都必(bi)須(xu)分散(san)開(kai)，不然(ran)這些顆(ke)粒(li)就會結團。 為(wei)保(bao)證有效的分散(san)，在(zai)乳(ru)液與水(shui)相遇處必(bi)須(xu)采用高速剪(jian)切混合(he)。
在(zai)對溶解時間有要求(qiu)時，可采(cai)用設備來幫助分散與(yu)溶解：
* 文丘里噴管
* 溶解罐(guan)裝有雙速(su)(su)攪拌器，加乳液時用高(gao)轉速(su)(su),加完后(hou)用低轉速(su)(su)
* 高剪切(qie)的靜態混合器
* 高(gao)壓泵 (3 - 7巴)，將吸入與排出口用一回路連起來(lai)，回路上裝有節流閥(fa)
* Ultra - Turrax 混合器
* 排(pai)出口裝一閥(fa)門，用(yong)1 - 2 巴的固定壓(ya)力排(pai)出
如(ru)果乳液得到有效的分散,不需(xu)要(yao)進一步攪(jiao)拌(ban)(ban)以達到溶解，但必須(xu)有15分鐘的接觸時間。如(ru)果操作中(zhong)反(fan)相得不徹底(di)，貯罐內(nei)就必須(xu)有一個攪(jiao)拌(ban)(ban)器，攪(jiao)拌(ban)(ban)3 - 15分鐘。
4－影響(xiang)溶解(jie)的因(yin)素
水(shui)質對反相有(you)嚴重影響。
硬水：硬度為30 - 40 時(shi)(shi)分散效果差，超過50時(shi)(shi)分散很困難。鈣降低了(le)表面活性劑效果。海水和30克/升的鹽水已達到可接受的極限(xian)。
在這(zhe)種(zhong)情況(kuang)下，可(ke)以這(zhe)樣做：
* 按照使(shi)用的水(shui)質(zhi)情況(kuang)進(jin)行(xing)試驗(yan),確定表(biao)面活性劑的濃(nong)度，在生產乳(ru)液時按照 這一濃(nong)度進(jin)行(xing)調整。
* 在溶解水中加少量(liang)表面活性劑(ji)，通常為NP 10或(huo)NP 20（含(han)10/20環氧乙 烷(wan)基團的壬基酚），或(huo)者一些可替代品，如Teepol （磺化琥(hu)珀酸二辛酯），
濃度(du)為乳液(ye)本身的(de)2％ - 10%。
對(dui)于陽(yang)離子型(xing)乳液，必須選非離子型(xing)表面活(huo)性劑，以免與聚合物發生沉淀(dian)。
5－貯存條(tiao)件及濕度
乳液從本質上講是不穩定的(de)。作為(wei)連(lian)續(xu)相的(de)油比(bi)(bi)重為(wei)0.85，而分散相的(de)水比(bi)(bi)重超過1.05。經(jing)過一(yi)段較長時(shi)間，水就會下沉到桶底去。
在(zai)平均溫度(du)為20℃時(shi)，經過6個月，下沉的(de)水相會有一些團(tuan)塊(kuai)，這些團(tuan)塊(kuai)很容易用(yong)機械(xie)或氣(qi)體攪拌再分散開。
在35℃的(de)較高溫(wen)度下，下沉作用加快，團(tuan)塊較難(nan)再分散，這(zhe)時保存期縮短為(wei)3個月(yue)。
乳液如果凍結也會有類似現象。在－10℃以上乳液仍是(shi)可流動(dong)的(de)，低于(yu)此溫度乳液中(zhong)油相粘度變得很(hen)高，乳液就(jiu)不能(neng)流動(dong)。
乳液在凍結(jie)狀態下：
* 沉降層的再分散困難(nan)
* 較(jiao)難在(zai)(zai)水(shui)中溶解(jie)。而且，經過凍結(jie)－熔(rong)化的乳(ru)液，需要在(zai)(zai)溶解(jie)水(shui)中多(duo)加一(yi)些表面(mian)活性(xing)劑， 以達到良好的溶解(jie)，但聚合物的效(xiao)能不受影響。
6－貯存與溶解乳液的設備
6.1 相容性
乳液中載體油是脂肪烴，含芳香烴低于0.1%。與(yu)塑料(liao)，橡膠及金屬的(de)相容性如下：
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要避免使用銅、鑄鐵及鍍鋅鐵。聚乙烯(xi)可以(yi)用在(zai)乳液運輸中(zhong)，但油會(hui)溶入低密度(du)聚乙烯(xi)中(zhong)，降低桶(tong)的強度(du)。
6.2－乳液貯(zhu)存
貯存乳液的(de)罐通(tong)常(chang)是不銹鋼(gang)（304），玻璃鋼(gang)或高密度聚乙烯。
為(wei)了防止(zhi)分(fen)層，可以：
* 從(cong)罐底吹入氮(dan)氣(qi)，每二天(tian)吹氮(dan)氣(qi)10分鐘。
* 每(mei)天用低速(su)攪拌10分鐘。
* 用機械泵循環(huan)。
這(zhe)些方(fang)法(fa)帶來(lai)高剪切作用，會降(jiang)低乳(ru)液(ye)的(de)穩(wen)定性。貯罐(guan)必須(xu)是立式的(de)，底部做成錐形以(yi)有利于(yu)再(zai)分散。它還應(ying)帶一個用于(yu)檢查(cha)的(de)蓋(gai)子，以(yi)便(bian)每(mei)年用高壓水沖(chong)洗一次(ci)罐(guan)內。
6.3－泵與過濾(lv)器
混合得不(bu)好的乳液可能含有一些(xie)團塊，會堵(du)塞過濾器(qi)與泵。這些(xie)團塊是水溶(rong)性的，可以泵到溶(rong)解罐中(zhong)去。但用于造紙(zhi)是例外。
泵型(xing)：
* 用不(bu)銹(xiu)鋼、鍍(du)鎳的鐵或聚乙(yi)烯制成的齒輪泵。也可以用鋼制成的泵，每一(yi)年(nian)或二(er)年(nian)換(huan)一(yi)次。
* 泵的密封件必須與上述相容(rong)性表(biao)相符合。
; * 用腈(jing)類(lei)物質做(zuo)定子的(de)單(dan)級泵 (德國Netzsch制的(de)水泵)。
* 專(zhuan)用于粘稠液體的電磁泵，并裝有(you)大直徑吸入管。
* 活塞泵與膜片泵對乳液不是(shi)很有效，特別是(shi)排(pai)量較(jiao)低時(shi)。這時(shi)，可(ke)以(yi)(yi)在乳 液貯罐(guan)與泵之間裝(zhuang)一(yi)過濾器(qi)，合理(li)選擇(ze)濾孔大小(xiao)以(yi)(yi)避免頻繁(fan)沖(chong)洗。濾孔在300－500微米是(shi)合適的。
6.4－最終產(chan)物的(de)過濾與(yu)貯存(cun)
溶(rong)解的乳液用于造(zao)紙時，它通常要用50微米過濾器過濾。溶(rong)解的乳液可以貯存在聚乙烯(xi)、聚丙(bing)烯(xi)、聚氯(lv)乙烯(xi)、玻璃鋼(gang)(gang)、不(bu)銹鋼(gang)(gang)或(huo)有內(nei)涂層的普(pu)通鋼(gang)(gang)里。應避免(mian)使(shi)用鐵或(huo)鍍鋅鐵。所(suo)有管道應該(gai)用塑(su)料、銅(tong)或(huo)不(bu)銹鋼(gang)(gang)做。
由油引起的問題：
* 稀釋的(de)乳液貯存較長時(shi)間會使油分(fen)離出(chu)來，泵(beng)打(da)時(shi)會出(chu)現問題，尤其在造 紙中(zhong)。
* 某些(xie)柔性泵(beng)可能(neng)會選擇性地吸油（如Jabsco泵(beng)的定子不合適時）。
7－實驗室用乳液做實驗
稱取少量乳(ru)液是(shi)很困難(nan)的。通(tong)常(chang)都用(yong)(yong)針管(guan)吸取。乳(ru)液比重在(zai)(zai)1.02到1.05之間。由于(yu)塑料的相容性問(wen)題，要用(yong)(yong)玻(bo)璃針管(guan)。針管(guan)用(yong)(yong)過后(hou)，要用(yong)(yong)酒精(jing)或熱水沖(chong)洗。對于(yu)粉狀聚(ju)合(he)物(wu)，濃(nong)度(du)高的水溶液穩定性也(ye)高，最好有效(xiao)濃(nong)度(du)在(zai)(zai)5克/ 升。此溶液在(zai)(zai)使用(yong)(yong)前要進行(xing)稀釋。
