酰化磺酸酚醛树脂梳型分散剂的合成及水煤浆制备

发布时间：2020-07-08 10:05

【摘要】：神府煤属于低阶煤种,不仅含氧官能团及孔隙相对较多,而且内在水分的含量也较多,由于大量的水被含氧官能团所吸附,即体系中自由水量较少,大量的存在形式是吸附水,因此制得高浓度、流动性好的水煤浆较困难。本文应根据煤样的基本性质,在设计该煤种的水煤浆分散剂时,针对性引入相应的官能团,通过单因素和正交实验探究并优化合成工艺,合成得到性能优良的水煤浆分散剂。根据煤质特性分析,结合分散剂作用机理和设计理论基础,设计分散剂分子结构。有利于进行分子结构设计与控制的是梳型结构,梳型分散剂结构比线性分散剂结构有更加优良的吸附分散效果。结构以苯环为主链,引入亲水性的磺酸基团,根据该煤种性质,又引入了苯环官能团,以达到与缩合芳香核匹配度高,紧密结合的目的。实验以苯酚为反应原料,浓硫酸为磺化剂,甲醛聚合,苯甲酰氯为改性剂。利用单因素和正交实验探究出合成分散剂的最优实验条件,结果表明磺化温度100 ~oC、磺化时间2.5 h、聚合温度95 ~oC、聚合时间3 h、酰化温度100 ~oC、酰化时间2.5 h所合成的分散剂效果最佳。探究了不同种类分散剂对水煤浆成浆性能影响规律。研究分散剂对浆体稳定性、流动性以及流变性作用效果。结果表明:在梳型分散剂添加量为0.5%时,浆体定粘浓度最高;对比萘系和木质素分散剂,浆体稳定性能达到无析水状态,流动性达到连续流动状态,综合评价优于其他分散剂。浆体Zeta电位测定以及吸附性能的研究。采用微电泳仪测量煤样吸附分散剂的Zeta电位,计算出溶液的等电点,以解释浆体的稳定性机理。测定神府煤吸附不同浓度分散剂前后的吸光度,运用浓度与吸光度线性方程推算出煤表面的吸附量。实验运用等温吸附方程的拟合,对分散剂的吸附模型进行判断。结果表明:三种不同种类的分散剂被煤样吸附之后,体系的Zeta电位会随着pH的增大呈下降趋势,电负性增大,在相同的pH下,分散剂的用量增加,体系的Zeta电位降低,电负性增强。梳型和木质素分散剂的Zeta电位绝对值比萘系分散剂的Zeta电位绝对值大,因此电负性就相对强,说明分散剂与煤表面结合的更加紧密,体系的稳定性更强。通过分析煤样对分散剂的吸附特性,判断出朗格缪尔等温吸附模型更加符合神府煤对分散剂的吸附。论文有图25幅,表12个,参考文献74篇
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ536
【图文】：

技术路线图

合成路线,分散剂,烧瓶,苯酚

图 3-1 分散剂合成路线Figure 3-1 Dispersant synthesis route3.3.2 合成步骤将恒温水浴锅预先加热到 43oC，称取一定量苯酚，加入到三口烧瓶，滴加

接触角,纯水

图 3-10 接触角分析Figure 3-10 Contact angle analysis在煤水界面上，煤的表面润湿性可以用来评价相互作用的程度。图 3-10 是用纯水和分散剂溶液分别滴加在煤表面，接触角在 60s 后的变化情况。从上图看出纯水滴加在煤界面后，在煤表面摊开，经过 60s 后铺展的缓慢，接触角从 74.3

【参考文献】