《马来酸酐-丙烯酸共聚物的合成及在石灰浆液吸收SO_,2_废气系统中的应用研》由会员分享，可在线阅读，更多相关《马来酸酐-丙烯酸共聚物的合成及在石灰浆液吸收SO_,2_废气系统中的应用研（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四届全国青年精细化工会议论文集马来酸酐丙烯酸共聚物的合成及在石灰浆液吸收 S02废气系统中的应用研究韩利华孙晓然梁英华 (河北理工学院化 工系-唐山，邮编063009)摘要：以水作溶剂、过氧化物作引发剂合成马来酸酐与丙烯酸共聚物，详细探讨了共 聚物组成、引发剂浓度、反应温度和时间等因素对共聚物稳定分散Ca(OH)2碱性悬浮液吸 收S02段气盯影啊绍罘袭明像王叼|j牵群任尢僻、尢虱型水顶碍疋刑罚假撒嗷收su2时 效率可提高50以上。关键词：马来酸酐丙烯酸共聚物悬浮剂吸收率大量的含硫废气给人类的生产和生活 浮液吸收S02废气的影响找出了最佳工 带来了极大的危害，对含硫废气的处理工 艺条件。 作己
2、显得尤为重要。目前，对含 硫废气的 1实验 处理主要采用吸收处理法n碱液 吸收法 L1共聚物样品的合成 因其设备简单操 作方便，效率离的特点 在装有冷凝器、温度计、滴液漏斗、 而被广泛地应用。氢氧化钠等强碱对S02 电动搅拌的四13烧瓶中，先加入一定量的 的吸收率可达95以上，但其成本较高水作为分散介质，并在预定的温度下，按 且腐蚀设备；直接用石灰浆液亦可吸收， 原料配比加入马来酸酐和丙烯酸。将一定 且价格低廉，但由于溶解度不高，吸收效 量的水溶性引发剂配成溶液，在10rain左 率低，使应用受到限制。针对此问题，加右的时间内滴加到瓶内然后维持温度反： 入一种水质稳定剂使氢氧化钙在水中充分 应
3、36小时，得到无色或浅黄色透明粘稠? 地悬浮分散，增加与s02的接触面积，可 液体，冷却，经氨解后用无水乙醇洗涤， ； 太大提高氢氧化钙的吸收效率。 干燥得到块状淡黄色产品。称重，计算单 共聚物阻垢分散剂广泛地应用于工业体转化率。 冷却水系统qhl2-61，而应用于分散氢氧化钙12合成实验方法?。4的稳定剂必须是适用于高钙、高pH水质的 采用正交试验法应用其数理统计均 稳定剂考虑到绿色环保的要求可生物 衡分散性的原理，选出具有代表性的实 jj， 降解性无 磷、无氮型马来酸酐与丙烯酸共 验确定出最佳实验条件，考察了：反 亭 聚物分散稳定剂是 最佳的选择。本文合成 应温度：B：反应时间；c：原料配
4、比(马 ；$ 了马来酸酐与丙烯酸的共聚 物，探讨了共 来酸酐：丙烯酸)；D：引发荆用量；E !， 聚物组成、引发剂浓度、反应温度和 时间 单体浓度对麸聚物合成反应的影响，列出 i 等因素对共聚物稳定分敷Ca(OH)2碱性悬 因素水平袭见表1。 螽l鱼 表1试验因素水平表+：水平因素 A反应温 B反应时 C原料配比D引发刺用量 E：单体浓 疆 度间 (马：丙) (占单体总量 度 ， () (h) ) () 一l50 33：10。510t2 704 2：110137i。 3 80 51：13016罐490 6 1：25020=： 屯本实验选出五因素四水平。根据正交试验规律，采用Lt45)表安捧实验
5、。、tj13性能测试实验【q】=631 X 1 o1订一“ ， (1)分子量的测定川 (2)吸收S02的测试实验j。j用粘度法测定一定浓度的共聚物溶液 用自制SO；发生器制务出化学计量的二j1 冀j的特性粘度n，按下式计算共聚物平均分子氧化硫，用上述共聚物作为悬浮分散剂的氢，潍 氧化钙溶液吸收，残余气体用过量双氧水吸量M。：-； 。菇越 i篮291 t强一嚼 黪第四届全国青年精细化工会议论文集收，再用氢氧化钠标液滴定双氧水吸收的二wI为加悬浮分散剂时碱液吸收S02的 氧化硫量可以测得碱性悬浮分散体系对二 量 氧化硫的吸收率。计算公式如下：W2为无悬浮分散剂时碱液吸收S02的 Wl量吸收率()=
6、1002结果与讨论 WD 21正交实验结果 利用正交试验方法， 考察不同因素对共辨奶吸收率增加值()=x 10096 聚物合成条件及Ca(OH)2水性悬浮体系吸收 S02效果的影响情况，得到结果见表2W2 注：Wo为反应制备出S02的总量表2正交试验结果：在本实验条件下，饱和Ca(OH)2水溶液吸收SO,的吸收率空白值为456822共聚合实验条件的确定 综合正交试验结果分析，7号、12号 试验结果较为理想，碱性悬浮分散体系对碍70s02的吸收率较高，根据对S02的吸收率位 60 整 级和的计算，确定出可能的最佳水平组合50 为：AJB4C4D1E4。根据级差结果分析，原400 12 3 4 5
7、 马来酸酥丙烯酸劬矾d)第四届全国青年精细化工会议论文集料配比与引发剂浓度为最重要的影响因 高，聚合物产率也相应地提高，但聚合物 素碱性悬浮分散体系吸收S02的率对共 分子量先随温度的升高增加到一定数值后 聚 物分子量的依赖最强。 又逐渐降低，这是由于聚合反应的链终止 23原料配比对聚合反应及吸收率的影响 速率远远大于链增长速率所致。另外，反 固定引发剂用量、反应温度、反应时 应时间对产率的影响较小，但反应时间太 间、 单体浓度考察原料配比对S02吸收 短。聚合不完全反应时间太长，则可能 率性能 影响，结果见图l。 产生其他副产物，造成聚合物分子量的降低。 图1共聚物组成对S02吸收率的影固定
8、其它反应条件改变反应温度， 响考察碱性悬浮分散体系对S02吸收率的结 由图1所示，马：丙配比太高或太 果见表3。最适宜的反应温度为70。 低，碱性悬浮液对S晚吸收率都下降。马 来酸酐作为硬性单体本身难咀自聚，加表3反应温度对聚合反应及吸收率的 入丙烯酸作其共聚单体，加入量太少，马 影响 来酸酐单体残余量多，加入量过多，丙烯 反应温 50 60 70 80 90 酸自聚物多，马来酸酐单体转化率都不 度 高，较好的丙烯酸加 入量为30左右，得 分子量 53 58 52 49 43 到的拭聚物对碱液分散吸附S02 能力最 X高。 101 24引发剂用量对聚合反应及吸收率的影响 吸收率 729 684
9、 741 670 607 引发剂的用量对共聚台速率、产物分4 6 853子量都有较大的影响，进而影响共聚物的 悬浮分散性能及碱渡对S02的吸收。引发 26碱液中共聚物浓度对s锄吸收率的影剂用量小，聚合反应速率慢，产物分子量 响小；加入引发剂过多，游离基活性种浓度 共聚物用量在12mg,L以下时，随菇聚 增加，单体浓度下降速率快，反而使链增 物浓度的增加，碱性悬浮分散体系吸收 长速率减慢，分子链长减小平均聚合度 S02能力迅速增大，当浓度大于12mgL降低产物分子量也相应降低。 时，继续增加共聚物浓度，吸收率增加幅 固定其它因素，改变引发荆用量，对度趋于平缓其原因是随着吸附于S02吸收率的影响结
10、果见图2当引发剂用 Ca(OH)2晶粒周围的聚台物不断增加，减缀量为单体的03时，碱性悬浮分散体系对 了晶体的增长速率，晶粒间静电斥力增Sth有最好的吸收效果。 大，有利于固体碱颗粒的分敢悬浮，当浓 度达到一定程度时，吸附的聚合物达到饱 和，再增加分散剂用量对吸收率的影响不76 大。74 27共聚物分子量对S02吸收率的影响 惜了2 共聚物的分子量随着马：丙单体配比 磐_70 中丙烯酸含量的增加而增大也随着单体 群国浓度的增加而增大这是由于马来酸酐很髓髓难发生自聚反应共聚物的动力学链长主n0 n2Q4 n6要由丙烯酸的自聚和共聚贡献。从以上实引发剂用量 验数据可看出，引发荆用量、反应温度与 时
11、间、单体浓度、原料配比等因素对S02图2引发荆用量对S02吸收率的影响吸收率的影响都可归于它们对共聚物分子25反应温度和反应时间对聚台反应及吸收量的影响上髓着共聚物分子量逐渐增 率的影响 大大量的羧酸基团电离出带负电荷的聚反应温度和反应时间对产物的平均分 离子，吸附在钙离子晶粒周围，带电基团 子量大小、分子量分布以及共聚物序列结 问的静电斥力使微晶彼此有相当的距离， 构育明显的影响以致于最终影响其悬浮 使晶粒可长时间分散在溶液中唧。同时带负 分散性能。温度较低，聚合反应进行得不 电荷的聚离子与钙离子形成溶于水的络合 完全，反应温度升高，共聚反应速率提物，提高了Ca(OH)2的溶解度，增加了第四
12、届全国青年精细化工会议论文集COHh碱性悬浮分散体系与S02的接触面因此对S02吸收的能力也逐渐增强。但共：积，增大了吸收系数提高了传质速率，聚物分子量达到一定数值后，这种吸收能分子量的增大，本身的溶解、悬浮能力也蓁力会逐渐降低，主要原因在于共聚物随着受到限制，对Ca(OH)2碱液分散能力相应 地降低。墓 3结论 工 综上所述，共聚物合成的最佳条件 为：马来酸酐：丙烯酸为2：1，引发剂用 量为单体用量的03，反应温度为70， 反应时间为4小时，单体浓度为20左右。 以水作溶剂台成的马来酸酐一丙烯酸共聚物 具有无磷、无氮、可生物降解、对环境友 好的特点，对Ca(OH)2有较好的悬浮分散， 的作用
13、，使用共聚物浓度为12mgL时，j Ca(OH)2碱液对S02吸收可提高50以上。 参考文献【1】1徐新华等化工环境保护概论，化学工业【2】2Larry strenger,DonHeskett and walter 兰，出版社(1999)ballConditioningpurificmionmagazine，1990，6!【3】3郑承超等工业水处理，1993，13(2)：28-29二1【5】RHess，et a1Industrial water treatment, 1i【4郭德济等工业水处理，1996，16(2)：16-171992,24(2)：3 lpeptides and polymers,dmpter 22，ACS 童l6】k Fivizzani，eta1Surface reactivesymposiumseries 444，washingtonDC1991【7】虞志光高聚物分子量及其分布的测定j喀t-i上海科技出版社(1984)；li!if_，! 蠡：i：雾 润
