MAA-MA-HEMA-AMPS共聚物作用機理與性能影響因素

甲基丙烯酸(MAA)與丙烯酸(AA)相比較，分子中多了一個疏水的甲基，由于其疏水性聚電解質的疏水締合作用，不易受到時間、溫度以及無機鹽等影響，因此其產品具有穩(wěn)定的分散性。而烯丙基磺酸鹽中的-SO3H基團，其具有很強的親水性，外加空間位阻和靜電斥力等作用，其在水中既能有效防止弱的親水基團生成難溶的鈣凝膠，又有助于提高聚合物的溶解性。
　　根據分子結構的設計理論，我們用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)取代了烯丙基磺酸鹽，從而保留了-SO3H基團，也引入了酰胺基，增加了錨固的基團，增大了空間位阻，大大改善了產品的分散劑性能，從而提高了對碳酸鈣的分散和吸附的穩(wěn)定性。甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)羥基基團的存在，為其分子提供了親水性，而酯基可以提供疏水性，疏水長鏈能夠形成較大的空間位阻，提高分散性。我們引入了馬來酸酐(MA)，提供更多-COOH基團，也減少MAA的用量從而降低其成本。由于低分子量的分散效果更好，當采用活性較低的衣康酸(IA)作為分子量調節(jié)劑時，降低分子量，減小分子量分布范圍。
　　分子量是影響分散性能的一個重要因素，研究發(fā)現，當分子量較低(小于800)時，CaCO3顆粒非常容易沉降，當分子量過大則致使分子鏈較長，其容易吸附的CaCO3顆粒，從而產生表面“架橋”效應，由于顆粒容易絮凝，因此對分散效果影響很明顯，所以合成分散劑的分子量應該控制在一個最佳值附近。
　　我們用70%的漿鈣溶液，以測試不同分子量的分散劑的分散性能。共聚物的分子量分別為2000、1600、1200、800。分子量大的聚合物與硬脂酸鈉復配后用于漿鈣溶液中，溶液的黏度較大。分子量最低的分散劑與硬脂酸鈉復配使用的分散碳酸鈣溶液的黏度最小。實驗表明分子量為800左右時，阻垢性能最好。
　　隨著分散劑用量的增加，漿鈣溶液黏度都降低，當用量為0.8%時，黏度都達到最小值。再繼續(xù)增加分散劑用量，漿鈣溶液黏度反而增大，分散性能下降。這是因為分散劑作用于粒子的過程是物理化學過程。當用量低于 0.8%時，未被分散劑包裹的顆粒由于電性吸引而附聚，并產生沉淀。當用量超過臨界值0.8%時，過量的分散劑會破壞已形成的雙電層，引起電荷不平衡分布而產生沉淀，體系黏度加大，也不利于粒子的分散，分散性能降低。