Page 144 - 《精细化工》2020年第8期
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·1642·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

            Zeta 电位在 0 mV 左右，表现为非离子聚合物；10000                       由图 12 可以看出，悬浮液的平均粒径随结疤
            改性 PEI 的 Zeta 平均电位为–22.4 mV，表现出一定                  质量分数的增加先减小后增大；当悬浮液中结疤
            的阴离子性，并且 Zeta 平均电位绝对值增大，也说明                        质量分数为 5%时，粒径可达到最小值 256.9 nm；
            溶液微粒向外移动，不同层面之间的分子距离变远，                            当悬浮液中的结疤质量分数为 1%时，平均粒径最
            支化度提高；铝硅酸钠颗粒分散在水中的 Zeta 平均                         大为 632.5 nm。当阻垢剂加入量过多时，颗粒与阻
            电位为–7.61  mV；由于改性后的聚胺阻垢剂呈阴离                        垢剂之间的相互吸附达到饱和，分散剂的长链结构
            子 型聚电 解质 ，结疤 颗粒 分散在 聚胺 阻垢 剂                        在悬浮液中易弯曲，分散效果较差，颗粒容易聚集
            （50 g/L）中的 Zeta 平均电位为–10.8  mV。随着改                 沉降。当阻垢剂加入量较少时，分散性能较差，结
            性聚胺阻垢分散剂中的颗粒质量浓度不断增加，颗                             疤颗粒难以分散，容易发生团聚沉降。向结疤颗粒
            粒表面吸附了改性 PEI 大分子聚合物，颗粒的表面                          中不断加入适量的聚胺阻垢剂，颗粒的粒度变小，
            电位逐渐变为负值，绝对值不断增大。结疤颗粒通                             平均粒径减小，颗粒被细化，聚集程度降低，分散
            过空间位阻和静电作用的联合作用机制下，剪切面                             作用较好    [21] 。
            向外移动更大的距离          [22] ，从而使 Zeta 电位降低，其
            绝对值不断增大，颗粒间的相互排斥力增加，阻碍颗
            粒聚集，使颗粒得到较好分散。
            2.2.4    结疤颗粒红外光谱
                 图 11 为未处理的结疤粉末和用改性聚胺阻垢
            剂处理后的结疤粉末的红外光谱组图。












                                                                     图 12    不同质量分数悬浮液的粒径组图
                                                               Fig.  12    Particle  sizes  of  suspensions  with  different
                                                                        concentrations


                     图 11    处理前后结疤的红外光谱图                      2.3   硅疏水改性 PEI 阻垢分散机理
            Fig. 11    FTIR spectra of scarring particles before and after   无论是高相对分子质量 PEI 还是低相对分子质
                    treatment                                                                             [5]
                                                               量 PEI，均为聚电解质，具有高附着性和吸附性 ，
                                               –1
                 图中，3600~3400、1630~1460 cm 处为 N—H              PEI 结构中存在着大量的胺基和亚胺基，具有较强
            伸缩振动峰      [23] ，处理后结疤在此处的峰值及峰面积                   的反应活性和吸附力。在碱性条件下，PEI 主要表
            明显增大，处理后结疤在 2937、2821  cm             –1  处出现      现为非离子聚合物，通过对 PEI 进行疏水接枝改性，
                                                      –1
            CH 2 伸缩振动峰     [24] ，同时，在指纹区，740  cm 为             使得聚合物可以在碱性条件下形成具有多点结合的
                                        –1
            n>4 的烷烃长链，450~460  cm 为铝硅酸钠骨架中                     带负电的阴离子型聚合物。当 PEI 为低相对分子质
            Si—O 键的孔口振动峰         [25] ，说明聚胺阻垢剂与水合              量时，低聚物离子不能吸附悬浮粒子，而是被悬浮
            铝硅酸钠在经过一定的分散处理后二者紧密吸附在                             粒子所吸附；铝硅酸钠颗粒表面具有负电荷，改性
            一起，而在铝硅酸钠骨架内，振动频率降低、峰值                             聚胺阻垢剂为表面张力较低的表面活性剂，两亲性
            减小，说明结疤颗粒结构松散，空间位阻增大，达                             能提高，吸附力增大。所以，改性聚胺阻垢剂的支
            到了阻垢分散的作用。                                         化长链结构在铝硅酸钠颗粒表面上附着、包裹                     [26-29] ，
            2.2.5    不同质量分数颗粒悬浮液的粒径测试                          长链所带的负电荷与铝硅酸钠颗粒表面所带的负电
                 通过上文研究发现，当加入结疤的质量浓度为                          荷在颗粒表面形成“双电层”，电荷状态被改变。
            30~50 g/L 时，改性聚胺阻垢剂在一定时间内具有非                       在静电作用下，颗粒之间相互排斥，避免了颗粒通
            常好的阻垢分散作用。                                         过碰撞、聚集形成结块。同时由于 PEI 引入了长链疏
                 图 12 为固体含量（结疤在悬浮液中的质量百分                       水基，可以产生更大的空间位阻，将颗粒均匀分散
            数）分别为 1%、2%、3%、5%、10%的悬浮液粒径图。                      在溶液中，其作用原理如图 13、14 所示：
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