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拜耳法赤泥沉降用聚丙烯酸钠的反相乳液聚合实验的结果与讨论三

引发剂的影响

引发剂V50为水溶性偶氮引发剂,使用时用适量水溶解,按一定浓度配比加入反应体系。油水质量比1:1,乳化剂Span 80为5%,聚合温度50℃,时间6 h,引发剂对絮凝剂的合成影响见表3。

表3 引发剂对絮凝剂合成的影响

由表3可知,随着引发剂加入量的改变,絮凝剂沉降赤泥的速度先升高后降低。根据链长与引发剂浓度的动力学关系可知,动力学链长与引发剂浓度平方根成反比。即提高聚合产物相对分子量,一般要降低引发剂用量。但是,引发剂加入量过少,聚合反应速率缓慢,需要较长时间才能达到较高的转化率。此外,在保证引发剂用量相同的条件下,将以往2次加入改为分5次加入,聚合产物的赤泥沉降效果明显变好,原因可能是每次加入的引发剂量减少,使得反应速率减慢,引发聚合时产生的热量可以更好地借助溶剂散发,从而使聚合反应更多地朝着增加链长的方向进行,而非朝着成核的方向进行,使得聚合产物性能提高,其絮凝效果接近于美国纳尔科9779产品性能。

聚合产物的红外光谱分析

聚丙烯酸钠用甲醇一丙酮洗涤烘干后与溴化钾混合压片,进行红外光谱分析,见图3。

图3 聚丙烯酸钠红外光谱图

由图3可知,1572 cm 处有强烈吸收峰为羧酸根COO-的特征吸收峰,2941 cm 处为C—H伸缩振动峰,1454 cm 处为C-H烷烃弯曲振动峰,1408 cm 处为C一O伸缩振动峰。可以表明,反相乳液法合成产物为聚丙烯酸钠。

结论

采用反相乳液法合成聚丙烯酸钠,使用Span 80作乳化剂,白油为连续相,油水质量比1:1,温度50 ℃,引发剂V50按5 mg/L用量分次加入,反应6 h,合成的聚丙烯酸钠乳液稳定性良好,对拜耳法生产氧化铝中的赤泥具有良好的絮凝沉降效果。

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