氧化碱木质素制备高效水泥助磨剂

采用过硫酸铵氧化改性的方法降低碱木质素的相对分子质量(简称分子量,下同),增加其分子中的极性基团,制备改性碱木质素基水泥助磨剂GCL6-J,在添加质量分数0.1%(占熟料和混合材料的质量)时使粉磨水泥的45μm筛余值由空白的7.8%降低到5.3%,其助磨效能达到三乙醇胺的89.3%,其对水泥的后期抗折抗压强度达到或超过三乙醇胺,综合性能测定表明,GCL6-J属于一种木质素基高效水泥助磨剂。XPS能谱分析表明,氧化改性使碱木质素在水泥表面的吸附层厚度由氧化前的0.41 nm增加为1.02 nm(以硅原子的能谱分析统计);粉磨水泥样品的C1s质量分数由空白的38.11%降低为34.07%,而Ca2p和Si2p等高能活性点质量分数却由空白的8.51%、4.42%增加为10.29%、4.98%;证明了GCL6-J在水泥新生颗粒表面吸附和电荷屏蔽作用的助磨机理。

不同来源木质素磺酸钠的结构特征及用作水煤浆分散剂

引言木质素磺酸盐分子中含有苯丙烷基（C6-C3）疏水骨架和磺酸基为主要亲水基团,是具有阴离子表面活性剂结构特征的高分子化合物,来源于亚硫酸法生产纸浆或纤维浆的副产物,具有吸附分散性,广泛应用于染料、涂料、石油、煤炭工业和建筑业等领域.

水相电位滴定法测定木质素的酚羟基和羧酸基含量

引言木质素是自然界中仅次于纤维素的第二大可再生资源,是人类未来的主要资源来源[1]。以木质素为原料制备新材料和化工原料,逐步替代化石等日趋枯竭的不可再生资源。

水煤浆分散剂研究进展

水煤浆 ( CWS)是一种新型煤基液体燃料 .分散剂是水煤浆添加剂中的主要组分 ,是决定水煤浆性能的关键 .对水煤浆工业中普遍使用的阴离子型分散剂包括萘系、聚烯烃系、聚羧酸系、腐殖酸系和木质素磺酸盐系分散剂进行了评述 ,对非离子型分散剂和复配分散剂作了介绍 ,探讨了分散剂的分子结构对煤浆的流变性和静态稳定性的影响 ,并对水煤浆分散剂的研究开发与工业应用前景作了展望 .

不同来源木质素磺酸钠对水煤浆流变特性的影响

针对木质素磺酸盐结构复杂,用作水煤浆分散剂性能差异较大的特点,分别研究了来源于木材、麦草、竹子和蔗渣造纸黑液的木质素磺酸钠作为水煤浆分散剂的性能,结果发现木材和竹子木质素磺酸钠的分子量较高,对水煤浆的分散降黏性能优于麦草和蔗渣木质素磺酸钠。采用流变仪测试水煤浆的流变性,用Herschel-Bulkley模型对不同浆体的流变曲线进行拟合,发现掺竹子和蔗渣木质素磺酸钠的水煤浆浆体的假塑性较强,触变环面积较大,浆体的稳定性较优;而掺木材和麦草木质素磺酸钠的水煤浆浆体多表现出轻微的胀塑性特征,触变环面积较小,稳定性较差。

木质素系和萘系分散剂在煤水界面的吸附性能

研究了两种木质素类分散剂SL(木质素磺酸钠)和MSSL(改性磺化碱木质素钠盐)和一种萘系分散剂(FDN)在大同煤表面的吸附量和动力学,结果表明,SL和MSSL在煤表面的吸附量远比FDN的大,但是拟合所得的Langmuir平衡常数K和吸附速率常数ka都比FDN的小,这表明SL和MSSL在煤表面的吸附能力比FDN略差,吸附速率较慢.采用IR和XPS研究了煤表面分散剂吸附层的结果表明,吸附了SL和MSSL的煤表面具有明显的'红移'现象,并且SL和MSSL在煤表面的吸附层厚度分别为7.22和4.61 nm,而FDN的吸附层厚度较小,为2.11 nm.分析认为,SL和MSSL在煤表面的吸附以氢键力为主,吸附量较大,吸附层较厚,在煤表面呈多点式吸附;FDN主要以π电子极化吸附在煤表面呈卧式吸附,吸附强度较大,吸附层较薄.

水煤浆分散剂的研究进展

对水煤浆工业中普遍使用的阴离子和非离子分散剂的种类作了介绍 ,简要概括了其分散机理。并对水煤浆分散剂的研究开发与工业应用前景作了展望。

卷烟纸中CaCO_3的定量方法比较及形貌表征研究

分别采用煅烧法、电位滴定法及络合滴定法定量测定3种卷烟纸中CaCO3的含量,发现煅烧温度和时间对煅烧法的测定结果影响很大,当煅烧温度为900℃,煅烧2 h时卷烟纸中的纤维可完全氧化分解;电位滴定法和络合滴定法的结果具有较高的稳定性,但卷烟纸中的金属氧化物和碳酸盐易给电位滴定法带来误差,络合滴定法通过遮蔽剂可消除杂质离子的影响,具有较高的准确性。对3种卷烟纸灰分的XPS分析结果表明,灰分中除CaO外,还含有C、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、CaSiO3、Ca3(PO4)2等物质;SEM分析结果表明CaCO3呈纺锤状微晶和团簇状体分布在纤维中。该研究结果提供了一种比较准确的定量测定纸张中CaCO3含量的方法。

静电自组装法制备阿维菌素微胶囊

以磺化碱木质素聚氧乙烯醚(SAL-PEG)/聚乙烯亚胺(PEI)为壁材,阿维菌素原药为芯材,采用静电自组装法制备了木质素基阿维菌素微胶囊(AVM-CS)。考察了芯壁比(芯材与壁材的质量比)、交联剂用量、交联反应pH、NaCl溶液浓度对微胶囊成囊性能和缓释性能的影响,得到最优AVM-CS成囊条件为:芯壁比为2∶5、戊二醛用量为4%(戊二醛质量占壁材质量的百分比,下同)、壁材发生交联时的反应液pH=8,在1 mol/L NaCl溶液中成囊。制备的AVM-CS呈不规则球状,粒径范围1~5μm。缓释性能测定结果发现,以AVM-CS与聚氨酯为壁材制备的阿维菌素微胶囊(PU-CS)的缓释效果相当,AVM-CS的原药累积释药量大于93%,高于87%的PU-CS的原药释药量。

水煤浆添加剂磺化丙酮-甲醛缩聚物的合成与性能

以丙酮、甲醛、亚硫酸钠为原料合成磺化丙酮 甲醛缩聚物型水煤浆分散剂 (SAF),考察了亚硫酸钠用量、醛酮比等因素对水煤浆分散性能的影响,实验研究发现,亚硫酸钠、甲醛和丙酮的最佳摩尔比为n(亚硫酸钠 )∶n(甲醛)∶n(丙酮) =0 4∶2 1∶1 .05。用最佳摩尔比条件下合成的SAF制浆,在投加量为w(SAF) =0 8%时最高定黏浓度达 66% (干煤粉质量分数)。流变性实验研究发现,浆体属于假塑性流体,具有明显的触变性,并且浆体在 100s-1的固定剪切速率下剪切具有较好的抗剪切性。

不同预处理方法对木质素/低密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

采用球磨、气流粉碎和喷雾干燥等物理方法对麦草碱木质素分别进行预处理,制备不同结构特征的木质素颗粒。结果表明,气流粉碎木质素的平均粒径最小,为3.01μm,其次为球磨木质素和喷雾干燥木质素,平均粒径分别为16.02μm和27.23μm。气流粉碎木质素的比表面积最大,达到21.87 m2/g,球磨和喷雾干燥木质素的比表面积分别为2.61 m2/g和1.90m2/g。将3种预处理方法制备的木质素颗粒分别与低密度聚乙烯(LDPE)熔融共混制备木质素/LDPE复合材料,结果表明,在木质素质量分数相同时,采用喷雾干燥木质素制备的复合材料的拉伸强度比气流粉碎木质素大0.4MPa,比球磨木质素大1.5MPa。微观结构分析表明,喷雾干燥木质素在LDPE中分散最均匀,与LDPE相之间的结合力较好。

麦草碱木质素制备水溶性接枝共聚物GCL3S

以麦草碱法制浆黑液碱木质素作为主要原料,采用磺化接枝共聚的方法合成水溶性共聚物GCL3S,并考察了反应液质量分数和磺化剂用量对GCL3S分子质量和磺酸基含量的影响。采用IR1、3C-NMR、TEM、元素分析等表征方法研究了GCL3S的分子结构特征,结果表明,共聚物分子中的木质素芳香环结构受到一定程度的破坏降解,甲氧基含量降低,羧基含量有所增加,并且接入了较多的磺酸基和含有大量羰基、羟基和磺酸基的脂肪族侧链。GCL3S的分子质量与原木质素相比显著增加,溶液中分子形态的TEM结果表明,GCL3S分子形状也由碱木质素的球形结构变为具有较长分子线度的不规则絮状结构。

不同预处理酶解木质素对丁腈橡胶的补强性能研究

采用球磨、喷雾干燥、气流粉碎三种方法分别对酶解木质素(EHL)进行预处理,考察其对丁腈橡胶(NBR)的补强性能影响。结果表明,EHL经气流粉碎预处理后的堆积密度最小(0.3329 g·cm-3),其在NBR基质中的分散粒径最细(约为2.5μm)且最均匀,对NBR的补强效果也最好。硫化胶的综合力学性能方面,气流粉碎预处理方法明显优于球磨法和喷雾干燥法。当EHL的用量为40质量份(phr)时,气流粉碎的NBR/EHL硫化胶的拉伸强度比球磨法、喷雾干燥法分别高出24.44%、61.29%;比空白NBR的拉伸强度提高257%。热重及热氧老化力学性能分析表明,酶解木质素在NBR/EHL共混体系中起到一定的热稳定及抗老化作用。扫描电镜图像显示,气流粉碎的酶解木质素与NBR的相容性比球磨、喷雾干燥法的有较大提高,木质素颗粒与橡胶相间的相互作用力较强。

分散剂在煤水界面吸附的影响因素评述

分散剂在煤水界面的吸附特性直接影响水煤浆的工业应用,研究分散剂的吸附规律可揭示水煤浆体系的分散机理,并指导分散剂和煤种的匹配以及分散剂的分子设计。就影响分散剂在煤水界面吸附的因素包括煤的表面性质、分散剂的结构特征、分散剂的投加量和固含量等因素进行了讨论,认为这些影响因素主要通过改变分散剂在煤粒表面的吸附量、吸附强度和吸附层厚度来影响水煤浆的流变性和使用性。并对研究水煤浆体系吸附规律的实验手段做了展望。

木质素磺酸钠在氧化铁表面的吸附驱动力

研究吸附介质的pH值、尿素及盐类对木质素磺酸钠(SL)在氧化铁表面吸附性能的影响规律,结果表明,络合能力较强的柠檬酸钠使SL的吸附量几乎减少至零,较弱络合能力的亚硫酸钠使SL的吸附量具有一定程度的降低,而无络合能力的硫酸钠增大了SL的吸附量.说明SL的羧基与氧化铁之间的络合吸附驱动力对吸附起主导作用,磺酸基对其在氧化铁上吸附的影响很弱.采用氯化锂屏蔽部分羧基后SL在氧化铁上的吸附量也有所降低,进一步证明了羧基与氧化铁表面的络合作用是其吸附的主要驱动力.

氧化碱木质素制备高效水泥助磨剂

采用过硫酸铵氧化改性的方法降低碱木质素的相对分子质量（简称分子量，下同），增加其分子中的极性基团，制备改性碱木质素基水泥助磨剂GCL6-J，在添加质量分数0．1％（占熟料和混合材料的质量）时使粉磨水泥的45μm筛余值由空白的7．8％降低到5．3％，其助磨效能达到三乙醇胺的89．3％，其对水泥的后期抗折抗压强度达到或超过三乙醇胺，综合性能测定表明，GCL6-J属于一种木质素基高效水泥助磨剂。XPS能谱分析表明，氧化改性使碱木质素在水泥表面的吸附层厚度由氧化前的0．41nm增加为1102nm（以硅原子的能谱分析统计）；粉磨水泥样品的C1s质量分数由空白的38．11％降低为34．07％，而Ca2p和Si2p等高能活性点质量分数却由空白的8．51％、4．42％增加为10．29％、4．98％；证明了GCL6-J在水泥新生颗粒表面吸附和电荷屏蔽作用的助磨机理。

不同分子质量木质素磺酸钠对煤粉的分散作用研究

应用超滤分级方法,将木质素磺酸钠分成不同分子量范围的级分.傅立叶红外光谱(FTIR)分析结果表明,分子量为5 000～10 000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,随着分子量的增加,亲水基团质量分数降低.实验结果发现分子量为10 000～50 000的木质素磺酸钠级分在煤粒表面的吸附等温线近似为L型,吸附量较大,并且使煤粒的表面动电电位(ζ电位)达到-52mV,在各个级分中对盘江煤具有最好的分散降黏作用.进一步得出结论,分散剂的分散降黏作用与其在煤粒表面的吸附量和ζ电位的高低密切相关.

不同来源木质素磺酸盐对分散染料高温稳定性和沾污性的影响

分别研究来源于酸法制浆的马尾松、竹子、杨木木质素磺酸钠(简称木钠)和碱法制浆的磺化碱木质素用作染料分散剂的高温稳定性和对纤维的沾污性。染料高温稳定性的测定结果表明,分子量对木质素磺酸盐的高温稳定性的影响最大,较大分子量的杨木和马尾松木钠高温稳定性较优;较高的磺酸基含量也有利于高温稳定性。对纤维沾污性的研究结果表明,木质素磺酸盐分子中醌型发色基团的含量对其沾污性的影响最大,马尾松、竹子、杨木木钠和磺化碱木质素的D450值依次增大,其对涤纶纤维的沾污也依次加重;较高的磺酸基含量和分子量有利于减轻对纤维的沾污。

麦草碱木素高效水煤浆分散剂的应用性能

以麦草碱木素为原料,通过磺化共聚的方法合成一种水煤浆分散剂(MSL)。研究发现,该分散剂的分子质量和磺酸基含量是影响其对水煤浆分散降黏能力的主要因素。在MSL不同分子质量分布的级分中,较高分子质量的级分对水煤浆具有较好的分散降黏能力,然而分子质量过高不利于对水煤浆的降黏作用。MSL对水煤浆的分散降黏能力远优于木素磺酸钠,与萘系水煤浆分散剂相当,对水煤浆的稳定性优于萘系分散剂。

温度及剪切时间对水煤浆表观黏度及流变性影响

针对低阶煤难以单独制备高浓度水煤浆的问题,分别采用木质素系、萘系、脂肪族分散剂对神华煤制浆。考察了制浆温度和剪切时间对神华煤水煤浆表观黏度和流变特性的影响。结果表明,改性木质素系和脂肪族分散剂可以制备具有工业应用价值的水煤浆,在制浆的质量分数为60%左右时,其浆体具有优良的抗剪切性能。