磺化木质素系聚合物的结构及其在氧化铝上的吸附特性

以造纸黑液中的碱木质素为主要原料,通过磺化和缩聚反应制备了磺化木质素高分子聚合物SBAL.TEM和1H-NMR测试结果表明SBAL是以木质素的疏水骨架为中心,以磺酸基和羧基组成亲水性侧链的球形结构.GPC测试结果表明其重均分子量达到了24880 Da,是碱木质素的7.38倍,电位滴定测试结果表明,其磺化度达到2.70 mmol.g-1.通过流变曲线、吸附等温线、zeta电位、XPS测试研究了其对氧化铝在水中的分散机理及其吸附特性.掺SBAL的氧化铝浆体,在pH=3～12范围内SBAL对其具有良好的分散降黏作用.溶液pH对SBAL的分子构型和吸附特性有较大的影响,随pH增加,SBAL中磺酸基、羧基和酚羟基逐渐电离,分子的伸展程度逐渐增大.随pH增加,SBAL在氧化铝上的吸附质量减少,吸附层由致密逐渐变得疏松,pH小于等电点时以静电吸附为主,pH大于等电点时以非静电的特性吸附为主.当SBAL的用量小于临界值(0.5 wt%)时,其在氧化铝表面形成单分子层吸附,在颗粒间起到静电排斥作用;当用量大于临界值时,其在颗粒表面形成聚集体吸附而起到空间位阻作用.     

不同相对分子质量对接枝磺化木质素水煤浆分散剂吸附分散性能的影响

采用接枝磺化缩聚法制备了不同相对分子质量碱木质素系水煤浆分散剂(GCL3J系列),研究相对分子质量对水煤浆吸附分散性能的影响。流变学研究结果表明,具有三维空间网络结构的GCL3J分散降黏性能均优于具有线性结构的萘系分散剂。等温吸附和Zeta电位测试结果表明,GCL3J在煤粒表面的吸附特征属于Langmuir型单分子层吸附,随着相对分子质量的增加,其在煤粒上的吸附量逐渐减少,吸附作用力逐渐增强,并逐渐以疏水作用吸附为主。中等相对分子质量的GCL3J-3(M_w为31 500 Da,特性黏度为8.06 mL/g)在煤粒表面吸附后,具有适宜的吸附量和吸附强度,且负电性最高,对水煤浆具有最优的分散降黏作用。     

pH对接枝磺化碱木质素聚合物吸附特征的影响

采用动态光散射技术、透射电镜等表征了接枝磺化碱木质素聚合物(SBAL)在不同pH条件下的溶液行为,结果表明随着pH的增加,SBAL分子中的亲水官能团磺酸基、羧基和酚羟基逐步解离,分子链由卷曲变得伸展.利用频率-耗散联用型石英晶体微天平和静电逐层自组装技术,借助紫外光谱、原子力显微镜等表征了不同pH条件下SBAL在固/液界面上的吸附特征,结果发现随着pH由3增加到12,SBAL在金片和石英玻片上的吸附量先减小后增大,pH=9时吸附量最小.随着pH的增加,SBAL的吸附特征由刚性变得柔软,吸附构型呈现由致密到松散再到致密的变化趋势,吸附构象在酸性、中性和碱性条件下依次为mushroom结构、pancake结构和高分子刷,在中性和酸性条件下SBAL与聚二烯丙基二甲基氯化铵之间的作用力以阳离子-π相互作用为主,吸附强度较弱,而在强碱条件下以静电作用为主,吸附强度较大.