Page 141 - 《精细化工》2020年第8期

第 8 期 孙千惠，等: 硅疏水改性聚胺阻垢剂的制备及其性能 ·1639·

2.1.2 热稳定性 将 PEI 用 KH560 接枝改性后得到的溶液粒径显著增
PEI 与改性聚胺阻垢剂〔改性条件为 m（PEI， 大，其平均粒径达到 338.5 nm；加入 1-氯辛烷后，
M W = 10000）∶m（KH560）∶m（1-氯辛烷）=10∶ 溶液的平均粒径增大到 405 nm。接枝改性后聚胺溶
2∶0.5〕的 TGA 曲线见图 2。 液粒径显著增大，是由于改性后分子链中支化结构
增多，出现叔胺基团；经过 1-氯辛烷疏水改性后，
由于引入疏水基团，聚合物分子发生疏水缔合作用，
长链分子之间进一步缔合，空间位阻增大，分散性
能显著提高。改性聚胺溶液粒径增大也说明在 1-氯
辛烷的作用下，疏水基团发生弯曲，其缔合方式从
链段分子内缔合转变为大分子间缔合 [19] 。在 KH560
和 1-氯辛烷的共同作用下，PEI 转化成了内部为氨
基亲水基，外部为烃基长链疏水基，被大分子链所
包裹的大分子缔合体表面活性剂，支化度增大，空
间位阻显著增大。

图 2 PEI 与改性聚胺阻垢剂的 TGA 曲线 2.1.4 表面张力
Fig. 2 TGA curves of PEI and modified PEI 用吊片法 [20] 测得不同聚胺溶液〔改性条件为 m
（PEI，M W =10000）∶m（KH560）=10∶2〕的表
由图 2 可见，随着温度的升高，PEI 的失重速 面张力曲线，如图 4 所示。随着 KH560、1-氯辛烷
度快而改性聚胺的失重速度先慢后快最后保持稳 的加入，聚胺溶液表面张力逐步降低，并且通过调
定。在 300 ℃前是逐级缓慢分解，此阶段主要为水 节疏水单体 1-氯辛烷的加量，可进一步降低聚胺溶
分的挥发和侧链基团的断裂；当温度大于 300 ℃后， 液的表面张力。经过疏水接枝改性后的 PEI 结构上
分解速度加快，主要是大分子链段的裂解。在氧化 一端为氨基亲水基团，另一端为 8 个碳的烃链疏水
铝的生产过程中，管道中的水合铝硅酸钠结垢主要 基团，使其两亲性更加显著，从而具有更高的表面
出现在预脱硅中，预脱硅是在 95~100 ℃下进行的， 活性。由于使用的 PEI 相对分子质量小，润湿性能
通过疏水改性后的 PEI 在通入高温管道后能保持其 好，将聚胺阻垢剂通入管道中，液体可以快速覆盖
良好的活性。 管道内部。在具体的实验操作中，由于 1-氯辛烷为
2.1.3 粒径（DLS） 油状液滴，随着其含量的增加，溶液稳定性下降，
不同改性条件下得到的聚胺阻垢剂〔改性条件 长时间放置后，有油状物析出，溶液变浑浊。所以，
为 m（PEI，M W =10000）∶m（KH560）=10∶2〕 0.5 g 1-氯辛烷为最佳加入量。
的粒径分布曲线如图 3 所示。

图 4 不同改性条件下聚胺溶液的表面张力曲线
Fig. 4 Surface tension curves of different modified

polyamine solutions
图 3 PEI 与不同改性条件下聚胺溶液的粒径分布曲线
Fig. 3 Particle size distribution curves of PEI and 2.1.5 聚合物溶液黏度
polyamine solutions under different modification 90 ℃下，不同聚胺溶液〔改性条件为 m（PEI，
conditions
M W =10000）∶m（KH560）=10∶2〕的黏度随剪切
中低相对分子质量 PEI 的平均直径为 182.7 nm。 速率的变化如图 5 所示。