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氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試(三)

來(lái)源:精細(xì)化工 瀏覽 101 次 發(fā)布時(shí)間:2025-03-05

2.2 DSC分析

圖3 PAM-CTA-4、PAM-b-PVTES-2的DSC曲線


圖3為PAM-CTA-4、PAM-b-PVTES-2的DSC曲線。從圖3可以看出,PAM-CTA-4只有一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),為169.88℃,但是PAM-b-PVTES-2有兩個(gè)Tg,分別為183.19和190.09℃,分別對(duì)應(yīng)了聚丙烯酰胺(PAM)和聚乙烯基三乙氧基硅烷(PVTES)的Tg。PAM和PVTES鏈段間存在一定的相互作用,這些相互作用導(dǎo)致嵌段共聚物中兩相的Tg與各自均聚物的Tg不同,兩相的相互作用(融合)導(dǎo)致Tg向兩者之間移動(dòng)。由此可知,合成的聚合物具有兩相結(jié)構(gòu),屬于嵌段共聚物。


2.3 GPC分析


相對(duì)分子質(zhì)量的大小是影響聚合物黏度的一個(gè)重要因素,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子鏈段越長(zhǎng),聚合物分子鏈段纏繞作用越強(qiáng),聚合物的黏度越高,因此,適當(dāng)?shù)乜刂凭酆衔锏南鄬?duì)分子質(zhì)量能有效地控制聚合物溶液的黏度。圖4為不同n(AM)∶n(DBTTC)下合成的PAM-CTA樣品的GPC譜圖,具體數(shù)據(jù)列于表1。

圖4 PAM-CTA樣品的GPC譜圖

表1 PAM-CTA樣品的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布


從表1可知,隨著DBTTC用量的降低,共聚物相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增加,重均相對(duì)分子質(zhì)量(Mw)由5755增加到10505。這是因?yàn)?,隨著鏈轉(zhuǎn)移劑DBTTC用量的增加,反應(yīng)體系中DBTTC的濃度增加,鏈增長(zhǎng)自由基與鏈轉(zhuǎn)移劑DBTTC反應(yīng)生成休眠中間體,鏈增長(zhǎng)停止,PAM-CTA的相對(duì)分子質(zhì)量隨著鏈轉(zhuǎn)移劑用量的增加而降低,實(shí)現(xiàn)對(duì)PAM-CTA相對(duì)分子質(zhì)量的可控合成。由于PAM-CTA-4的分子量分布最窄,因此,選擇PAM-CTA-4進(jìn)行下一步反應(yīng)。


圖5為不同n(VTES)∶n(AM)合成的PAM-b?PVTES樣品的GPC譜圖,結(jié)果列于表2。PAM-b?PVTES樣品的相對(duì)分子質(zhì)量分布相較于PAM-CTA-4的相對(duì)分子質(zhì)量分布變大,且隨著VTES用量的增加,聚合物鏈段增長(zhǎng),PAM-b-PVTES的Mw從9058增加到10707。

圖5 PAM-CTA-4和PAM-b-PVTES樣品的GPC譜圖

表2 PAM-CTA-4和PAM-b-PVTES樣品的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布


2.4黏度分析


氣溶膠固定劑的黏度是影響固定劑霧化后液滴直徑的因素之一,氣溶膠固定劑溶液的黏度越小,越有利于氣溶膠固定劑與氣溶膠粉塵的黏附。一方面是因?yàn)闅馊苣z固定劑黏度越小,霧化后液滴的直徑越小,液滴的比表面積增大,也就是說(shuō)單位體積內(nèi)的固定劑霧化液滴密度越大,固定劑霧化液滴與氣溶膠粉塵顆粒的碰撞、結(jié)合頻率增大;另一方面霧化后液滴直徑越小,受到的重力作用越小,液滴在空氣中懸浮時(shí)間越長(zhǎng),液滴與氣溶膠粉塵顆粒結(jié)合幾率更大,利于提高氣溶膠固定劑的利用率。圖6為20%固含量,不同的RAFT試劑用量對(duì)PAM-CTA共聚物水溶液黏度的影響。

圖6 PAM-CTA共聚物水溶液的黏度


由圖6可知,隨著DBTTC用量的減少,共聚物水溶液黏度緩慢提升,由3.7 mPa·s逐漸升高到8.1 mPa·s,這是因?yàn)?,隨著RAFT試劑用量的減少,共聚物相對(duì)分子質(zhì)量增加,共聚物鏈段增長(zhǎng),共聚物鏈段之間的纏繞作用增強(qiáng),共聚物水溶液黏度升高。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)RAFT試劑的用量可以達(dá)到控制共聚物水溶液黏度的目的。


2.5表面張力分析


氣溶膠固定劑固定氣溶膠粉塵顆粒的過(guò)程是指霧化后的固定劑小液滴與氣溶膠顆粒在布朗運(yùn)動(dòng)或氣流的作用條件下發(fā)生碰撞,固定劑對(duì)氣溶膠顆粒進(jìn)行粘附、捕捉,將其凝并后最終沉降。因此,固定劑對(duì)粉塵的固定性能與其對(duì)氣溶膠粉塵的潤(rùn)濕性能和與氣溶膠粉塵的碰撞頻率有關(guān)。


氣溶膠粉塵顆粒普遍具有較高的表面張力,因此氣溶膠固定劑的表面張力越小越易與氣溶膠顆粒粘附。固含量為20%的PAM-b-PVTES共聚物水溶液的表面張力如圖7所示。

圖7 PAM-CTA-4和PAM-b-PVTES共聚物水溶液的表面張力


從圖7可以看出,隨著VTES用量的增大,共聚物水溶液的表面張力逐漸降低,n(VTES)∶n(AM)由0增加到10∶100時(shí),共聚物水溶液表面張力從68.49 mN/m降低到40.44 mN/m,繼續(xù)增大VTES用量,共聚物水溶液表面張力逐漸趨于穩(wěn)定。這說(shuō)明VTES和AM共聚后賦予了共聚物水溶液更低的表面能,降低了共聚物水溶液的表面張力。


氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試(一)

氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試(二)

氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試(三)

氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試(四)

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