微波輻射下丙烯酸類和抑塵劑的合成及應用研究.pdf

1、粉塵污染治理是一個世界性問題,很早以前就引起了人們的關(guān)注。粉塵包括很多種,其中煤粉塵是其中的重要組成部分。煤粉塵引起的環(huán)境污染和破壞是很嚴重的,特別像我國這樣以煤炭為主要能源的國家。我國現(xiàn)階段由于經(jīng)濟狀況和基礎條件的限制,煤炭在存儲堆放或運輸過程中,一般采用露天方式,當受到風力作用時,就會產(chǎn)生大量的煤粉揚塵,對環(huán)境和人體造成嚴重損害,特別在煤炭運輸過程中,由于道路條件影響,路基不平、車輛駛過彎道、鐵路路軌設施等引起的車廂顛簸,風力作用以

2、及車輛在啟動和停止時的慣性作用,都會引起煤粉的灑落,不僅造成煤粉損失和道路沿線的煤塵污染,還會給煤炭運輸帶來嚴重的安全事故和隱患。而且隨著煤炭價格的快速增長,人們對減少煤炭損失的要求越來越強烈。目前采用的減少煤炭損失的方法有機械加蓋法、篷布遮蓋法、集裝箱運輸法以及現(xiàn)在應用較少的噴灑抑塵劑法等,噴灑抑塵劑法以其效果明顯,操作簡單,得到了人們的認可,但也因其價格較高,限制了它的應用。所以,目前人們正努力開發(fā)較為廉價的抑塵劑,以企實現(xiàn)它的大范

3、圍推廣和應用。
　　 本論文制備了幾種高分子抑塵劑:首先用微波法制備了氧化淀粉-丙烯酸(AA)-丙烯酰胺(AM)抑塵劑,確定了微波輻射下的較佳制備工藝條件是:單體配比m(AA):m(AM)=6:4、丙烯酸中和度為60%、引發(fā)劑用量為(對單體總質(zhì)量)0.6%、微波反應時間為3min、微波反應功率為300W。隨后又使用常規(guī)的水浴加熱法制備了氧化淀粉-丙烯酸(AA)-丙烯酰胺(AM)抑塵劑,最后分別使用二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAA

4、C)和聚乙烯醇(PVA)為原料,采用水浴加熱合成了兩種抑塵劑,分別用紅外光譜儀、熱重分析儀和掃描電子顯微鏡對三種抑塵劑的結(jié)構(gòu)及性能進行了表征。
　　 通過對幾種抑塵劑(其中丙烯酰胺類抑塵劑分別使用微波輻射和水浴加熱兩種合成方法)在煤粉表面的應用性能進行比較得出:在保濕性方面,使用PVA為原料的抑塵劑性能較差,保濕率僅為4.8%,另外兩種丙烯酰胺類抑塵劑分別為7.6%(微波)和6.9%(水浴),DMDAAC類抑塵劑為6.5%。在抗

5、壓性方面,PVA抑塵劑要優(yōu)于另外兩種抑塵劑,抗壓強度為0.67Mpa,丙烯酰胺類抑塵劑為0.59Mpat(微波)、0.56Mpa(水浴),DMDAAC類抑塵劑為0.56.Mpa;在抗震蕩性能方面,如果震蕩時間較短,三種抑塵劑性能相近,但隨著震蕩時間的延長,PVA抑塵劑性能最差,煤粉損失率為2.21%。在耐水沖蝕性方面,DMDAAC抑塵劑性能較好;在溫度適應性和抗風蝕性方面,三種抑塵劑的性能相近。在實驗中我們發(fā)現(xiàn),抑塵劑在使用質(zhì)量分數(shù)為2

6、%左右時,保濕性最好。
　　 在抑塵劑原料成本上,使用PVA為原料的抑塵劑價格最低,另外兩種相近。另外,丙烯酰胺類抑塵劑中使用的是氧化淀粉,另兩種使用淀粉。一般情況下,市場上氧化淀粉要比淀粉每噸貴400到600百元。在合成方法上,雖然購置微波反應器價格較貴,但在實驗中可以看到,其反應時間大大縮短,抑塵劑的性能也有所提高。從長遠的角度來看,大大減少了能源的消耗,提高了抑塵性能,降低了抑塵劑的生產(chǎn)成本。因此,隨著大生產(chǎn)用微波反應器的