3、矿化度对聚酰胺粘度的影响
聚酰胺分子链中阳离子基团相对于阴离子基团数目较多,净电荷较多,极性较大,而H20是极性分子,根据相似相溶原理,聚合物水溶性较好,特性黏度较大;随着矿物质含量的增加,正的静电荷部分被阴离子包围形成离子氛,从而与周围正的静电荷结合,聚合物溶液极性减小,黏度减小;矿物质浓度继续增加,正、负离子基团形成分子内或分子间键的缔合作用(导致聚合物在水中的溶解性下降),同时加入的盐离子通过屏蔽正、负电荷,拆散正、负离子间缔合而使已形成的盐键受到破坏(导致聚合物在水中的溶解性增大),这两种作用相互竞争,使得聚合物溶液在较高的盐浓度(>0.06 mol/L)下粘度保持较小。
分子量对聚酰胺粘度的影响
聚酰胺溶液的粘度随高聚物分子量的增大而增大,这是由于高分子溶液的粘度由分子运动时分子间的相互作用产生。当聚合物相对分子质量约为106时,高分子线团开始相互渗透,足以影响对光的散射。含量稍高时机械缠结足以影响粘度。含量相当低时,聚合物溶液可视为网状结构,链间机械缠结和键共同形成网的节点。含量较高时,溶液含有许多链-链接触点,使高聚物溶液呈凝胶状。因此,高聚物相对分子质量越大,分子间越易形成链缠结,溶液的粘度越大。
预计,2012~2018年,聚酰胺在石油开采、采矿、造纸及水处理四大应用领域的市场将以7.2%的年均复合增长率持续增长。在石油开采工业中,聚酰胺被用于钻井凝聚剂使用,也被用于三次采油。必须采取三次采油工艺来平衡价格。钻井和勘探活动的复苏也会促进聚酰胺消费增长。在钻采过程中,300万-600万低分子量的聚酰胺可用作絮凝包被剂。聚酰胺在采矿工业中的应用也十分广泛,不但可以分离矿物和矿石,还可以作为絮凝剂应用于废水处理,以及密封采矿管道等。由于复杂的定价结构,南美钴、煤、铜、黄金、钻石和铁矿砂的市场需求也在上升,这将推动**聚酰胺市场的增长。
酰胺+水(引发剂/聚合)→聚酰胺胶块→造粒→干燥→粉碎→聚酰胺产品
我国聚酰胺生产技术大概也经历了3个阶段:
阶段是早采用盘式聚合,即将混合好的聚合反应液放在不锈钢盘中,再将这些不锈钢盘推至保温烘房中,聚合数小时后,从烘房中推出,用铡刀把聚酰胺切成条状,进绞肉机造粒,烘房干燥,粉碎制得成品。这种工艺完全是手工作坊式。
我国聚酰胺聚合用的引发剂有无机引发剂、**引发剂和无机—**混合体系3中类型。
(1)过氧化物
过氧化物大致分为无机过氧化物和**过氧化物。无机过氧化物如过酸,过酸铵、过和等。**过氧化物如过氧化甲酰、过氧化月桂酰和叔丁羟基过氧化物等。它们配用的还原剂有酸亚铁、氯化亚铁、偏和代等。
(2)偶氮化合物类
如偶氮二异、偶氮双二、偶氮双氰基和20世纪80年发的偶氮脒盐系列,如偶氮N-取代脒盐是一类竞相开发的产品,它们的加入浓度为万分之0.005-1,催化效率很高,有助于生产相对分子质量高的产品,且溶于水,便于使用。
使用原则
聚酰胺的使用要遵循如下原则:
1、颗粒状聚酰胺絮凝剂不能直接投加到污水中。使用前必须先将它溶解于水,用其水溶液去处理污水。
2、溶解颗粒状聚合物的水应该是干净(如自来水),不能是污水。常温的水即可,一般不需要加温。水温低于5℃时溶解很慢。水温提高溶解速度加快,但40℃以上会使聚合物加快降解,影响使用效果。一般自来水都适合于配制聚合物溶液。强酸、强碱、高含盐的水不适于用来配制。
3、聚合物溶液浓度的选择,建议为0.1%-0.3%,即1升水中加1g-3g聚合物粉剂。
影响因素
聚酰胺溶液的粘度主要反映了液体分子之间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。内摩擦阻力与聚合物的结构、溶剂的性质、溶液的浓度及温度和压力等因素有关,它的数值越大,表明溶液的粘度越大。
对造纸行业而言,聚酰胺主要用作纸浆纤维和添加剂的黏结剂,或者用于废水处理。相对于成熟的欧洲和北美市场,中国、南美、印度和其他亚太市场的增长势头令人欣喜。但由于经济发展趋于平缓和欧洲债务危机的影响,造纸生产增速放缓,阻碍了聚酰胺市场的发展。另外,造纸行业本身的技术含量不高,市场需求也较为稳定,这也就决定了用于该行业的聚酰胺所能创造有限的利润。
另外,聚酰胺在市政污水处理和工业废水处理领域也扮演着重要的角色。日益严格的法规促进了水处理工业的发展,市政污水处理领域不仅未受到金融危机的影响,反而表现出良好的增长势头。包括摩洛哥、突尼斯、阿尔及利亚和埃及等国家在内的北非地区出现了新的市政污水处理市场,而其他一些国家,例如沙特阿拉伯和卡塔尔,也正在加大对水处理的私有化投资。在工业废水处理方面,煤炭开采和热电站建设提供了巨大的业务空间,而对中水回用技术的日益关注也是一个市场推动因素。
为了避免聚酰胺胶块黏附在聚合釜釜壁上,有的技术采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的内壁上,但此涂覆层在上产过程中易脱落而污染聚酰胺产品。
也有可旋转的锥形釜,聚合反应完成后,聚合釜倒转将聚酰胺胶块倒出)、造粒方式 (**械造粒、切割造粒,也有湿式造粒即分散液中造粒)、干燥方式(有采用穿流回转干燥,也有用振动流化床干燥)及粉碎方式。这些不同中有些是设备质量上有差异,有些是采用的具体方式上的油差异,但总的来看,聚合技术趋向于固定锥形釜聚合,振动流化床干燥技术。