【doc】复配型碳铵添加剂复配机理的研究

【doc】复配型碳铵添加剂复配机理的研究 复配型碳铵添加剂复配机理的研究 河南化工呻1年第-l期 复配型碳铵添加剂复配机理的研究 王跷钰梁字 新乡师范高等专科学校453000) 摘要阐述了阴离子 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面活性剂,消泡剂,乳化荆,稀释剂等组分配伍对 夏配型碳铵添加荆性能的影响,为解决 夏配型碳铵浠加荆使用中的技术难题指明了方向. 关键词夏配型碳铵添加荆乳化荆消泡荆稀释荆 复配型碳铵添加剂主要用于碳铵的防结块,有 降低碳铵含水量,增加含氮量的功效,它由阴离子表 面活性剂十二烷基苯磺酸盐或十五烷基磺酸盐,乳 化剂,消泡剂,稀释剂等四部分组成其中阴离子表 面活性剂为主要成分,一般采用洗涤剂厂生产的高 浓度十二烷基苯磺酸,用氢氧化钠或氢氧化铵中和 而成.十二烷基苯磺酸盐具有丰富的泡沫,为了消 除复配型碳铵添加剂在使用过程中产生的泡沫,还 需加入由十五烷基磺酰氯皂化而制得的十五烷基磺 酸盐以抑制十二烷基苯磺酸盐产生的泡沫,配方中 需加入消泡成分和一定量的非离子表面活性剂作乳 化剂,上述三种成分一般为粘稠状物,需加入一定量 的稀释剂,使之粘度适宜,才能投入使用稀释剂一 般为去离子水,氨水,乙醇等. 1十二烷基苯磺酸盐质量对复配碳铵添加剂的影 响 复配型碳铵添加剂所用的十二烷基苯磺酸盐, 一 般都是先由合成洗涤剂厂购入十二烷基苯磺酸, 再用碱中和而成,十二烷基苯磺酸的质量直接影响 到复配型碳铵添加剂的质量.一般洗涤剂厂生产的 烷基苯磺酸的碳数分布为lO,l4,我们尽量选择碳 数分布偏高的高浓度产品使用,以利于制造的添加 剂在碳化液中使用,有较低的临界胶束浓度和较强 的胶柬形成力,从而更能突出产品的防结块性. 传统的碳铵添加剂为单一型和复配型两种.单 一 型的十五烷基磺酰氯活性物含量行业的标准为 35%,45%,一般控制在40%左右.由于单一型碳 铵添加剂十五烷基磺酰氯在使用过程中必须经过皂 化才能发挥作用,因此皂化率的高低就成为单一型 碳铵添加剂十五烷基磺酰氯活性物含量能否完全利 用的关键.根据对诸多碳铵生产厂的调查,磺酰氯 直接加入系统使用的,皂化率在70%左右,如果磺 酰氯的活性物含量按40%计,则只有28%左右的活 性物被利用,若按磺酰氯生产厂家的行业标准下限 35%计,实际能被生产利用的磺酰氯仅为24.5% 由于复配型碳铵添加剂的活性物利用率为100%, 因而生产复配型添加剂的厂家一般将产品的活性物 标准定为24%,25%当复配型碳铵添加剂的活 性物含量为24%,28%时,产品的粘度较大,冬季 使用困难,并且自然溶解率降低,这样必将影响复配 型添加剂的市场竞争力,为此部分生产复配型添加 剂的老厂家已将复配型添加剂的主成分活性物含量 降至18%,20%,以降低产品的粘度使其和单一型 十五烷基磺酰氯的粘度接近,同时补加与主成分有 协同效应而又不影响乳化液性质的其它助剂,以提 高产品的使用效果.在确定复配型碳铵添加剂活性 物标准时,配方中选用了十五烷基磺酰氯做为十二 烷基苯磺酸盐的泡沫抑制剂,则其活性物标准制订 时应将十五烷基磺酰氯作为活性物一起考虑在内 2复配型碳铵添加剂消泡剂的选择 选择复配型碳铵添加剂中的消泡剂时,必须满 足下列条件:?具有比泡沫介质更低的表面张力;? 不溶于泡沫介质;?不与泡沫介质起反应,不能被泡 沫介质分解,降解;?具有正的扩散系数,以便于其 扩散到气液界面上{?低毒或无毒;?贮存稳定;? 成本低;?能促进碳铵添加剂防结块机理的实施或 不破坏碳铵添加剂防结块机理的实施 2.1矿物油系消泡剂的应用 矿物油是廉价的消泡剂,为了使它能以适当大 小的颗粒分散在水中,常配合表面活性剂的应用 阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸盐,是矿物油消 泡剂使用的介质对象,故在选用与矿物油相配合使 用的表面活性剂时,必须考虑所选表面活性剂,对十 二烷基苯磺酸盐的泡沫有相对抑制作用常用的单 一 型碳铵添加剂十五烷基磺酰氯皂化后的盐恰恰具 有此项功能,因此,十五烷基磺酸盐就成为与矿物油 收稿日期:2OOl—胛—09 河南化工2帅1年第l1期 配合使用的首选表面活性剂,并且十五烷基磺酰氯 中未反应的液体石蜡的存在可使在两者配伍时矿物 油的用量减少.但是,十五烷基磺酸盐非常易溶于 水,因此它的消泡能力非常有限单独使用并不能满 足对十二烷基苯磺酸盐的消泡要求在复配型添加 剂的配方组成中,十五烷基磺酰氯的使用是因其兼 有主活性阴离子表面活性剂和消泡双重作用而存在 的.与矿物油配伍较好的另一类物质是脂肪酸的金 属盐类表面活性剂.经过慎重筛选,脂肪酸的铝盐 因其具有与肥皂相似的结构而对十二烷基苯磺酸盐 有抑泡性,且它不溶于水,而使它的消泡作用与具有 高活性的固体颗粒相似能够定向排列在气液界面 上达到消泡的目的.如果将十五烷基磺酸复盐作为 添加剂主成分,那么,脂肪酸铝皂与矿物油配合物就 是复配型碳铵添加剂矿物油消泡剂的组成部分.由 于复配型碳铵添加剂为水乳液,因此加入矿物油的 质量受到限制.如果使用量过大将造成乳液粘度加 大,不便使用;若使用量较少将造成其它消泡成分用 量的加大而使成本增加,适宜的使用量需经过实际 试用方可确定. 2.2有机硅消泡剂的应用 有机硅消泡剂是公认的最重要的通用型消泡 剂.该类消泡剂具有两个很难同时具有的特性,即 低表厩张力与低挥发性.此外,它们在一般情况下 是化学惰性的,不溶于水与多种有机溶剂,正是它们 的稳定性使得该类消泡剂通常是无毒或低毒的.一 般使用的有机硅消泡剂多为胶乳状态,乳液颗粒控 制在2,50t.~m的范围内,低于21.tin的乳液颗粒不具 有破泡性,而大于50ym的乳液颗粒其乳液状态是 不稳定的,尽管大于50ym的乳液颗粒具有优良的 破泡性,但它们极易从泡沫介质中游离出来,而使抑 泡效果下降,并且由于它的乳液不稳定性决定它不 能长期贮存,使它的使用受到了限制.同时,要将有 机硅乳液颗粒均匀分布到添加剂中也需使用专门的 乳化设备,如果有机硅乳液颗粒在添加剂中分布不 均匀就会使它的消泡性能大大下降.此外,有机硅 乳液的价格昂贵,也限制了它的广泛使用有机硅 消泡剂在复配型碳铵添加剂的配方中超过15%就 失去了选用价值,倒不如选用具有双层作用的有机 化合物消泡剂. 2.3有机极性化合物消泡剂的应用 有机极性化合物消泡剂一般包括:OP系列非离 子表面活性剂,吐温系列,甘油聚醚系列非离子表面 活性剂,高碳醇,植物油,脂肪酸铝皂等有机化合物, 由于OP系列非离子表面活性剂的抑泡性能不满足 消除复配型碳铵添加剂产生的泡沫需要,在以后的 配方中OP系列非离子表面活性剂逐渐被吐温系列 非离子表面活性剂所取代,即使有的生产厂家在配 方中保留了OP的成分,但却增加了高碳醇作为消 泡剂来补充OP抑泡性差的缺点,这样OP作为破泡 剂,高碳醇作为抑泡剂形成了,种新的配伍.可是 高碳醇使用量超过7%就开始对碳化过程的结晶有 干扰.甚至形成细小的结晶,使碳化取出液难以分离 而造成大量逃晶,这样OP高碳醇消泡剂就只能以 较小的份额保留在复配型添加剂配方中.吐温系列 非离子表面活性剂替代OP在添加剂配方中做消泡 剂不久,人们发现,吐温并不是OP的满意替代品, 仍需具有优良抑破性能的物质与之配伍.有人曾试 图用植物油来增强消泡组分的抑泡效果,但由于植 物油难以皂化未能成为事实.经过多方寻觅,人们 发现甘油聚醚系列与有机硅乳液的复配具有较好的 消泡效果,其破泡力与抑泡力均为众多消泡剂中的 饺饺者,但是复配上的困难与高昂的价格仍使不少 厂家望而却步于是大多数厂家致力于低成本消泡 剂的复配使用;而在本节用于低成本消泡剂复配的 首选对象是甘油聚醚型非离子表面活性剂. 3乳化剂在复配型碳铵添加剂中的应用 复配型碳铵舔加剂为均匀乳状液,其组成成分 中阴离子表面活性剂,非离子表面活性剂都具有一 定的乳化作用,只有当配方组成中油相部分不能被 完全乳化时才考虑选用新的乳化剂.从经验而论, 当复配型碳铵添加剂配方中油相部分大于水相部分 时,应选用吐温系列非离子表面活性剂作乳化剂;当 水相部分大于油相部分时,应选用OP系列非离子 表面活性剂.至于两种系列中环氧化合物加成数量 的多少.则要根据油相的种类,选择有对应HLB值 的环氧化台物加成数一般情况下,OP一10和T一 80均能满足制备水溶性复配型碳铵添加剂的需要 4稀释剂在复配型碳铵添加剂中的应用 复配型碳铵添加剂的粘度虽然只是一个物理指 标,但它直接影响到产品的使用是否方便.传统的 稀释剂为低浓度氨水,乙醇和自来水,随着市场对产 品质量要求提高,有些厂家已用去离子水代替自来 水和低浓度氨水,这样既消除了硬水中钙镁离子对 碳化系统的影响,又可消除因使用低浓度氨水造成 的环境危害