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1－乳液

聚丙烯酰胺等有機(jī)高分子聚合物是高分子量、水溶性聚合物，主要用途是做絮凝劑。與水混合后，它們緩慢地溶解，形成粘稠溶液，此過程需60 - 120分鐘。為了提高溶解速度，可以把聚合物研磨成大于750微米的顆粒。顆粒尺寸小于750微米時，遇水就容易結(jié)團(tuán)，形成所謂“魚眼”。要快速溶解又不產(chǎn)生“魚眼”，可以采用乳液型的聚合物。

生產(chǎn)乳液聚聚合物的工藝過程如下：

* 配制單體水溶液,

* 在穩(wěn)定劑幫助下，用單體溶液制備油包水型乳液（內(nèi)相顆粒約1微米），

* 用催化劑使乳液發(fā)生聚合反應(yīng)

這種乳液與水混合不會分散和溶解，因此有必要：

* 加一種親水性表面活性劑到水中，使乳液反相，即表面活性劑使油相成為 分散相，聚合物得以迅速溶解。

或者：

* 在乳液生產(chǎn)初期就加上述表面活性劑，使乳液成為“自動反相”乳液。

兩種情況達(dá)到的效果是一樣的。

廣州科鳴只生產(chǎn)“自動反相”乳液。但在下述情況，有必要向水中加一些表面活性劑。

2－反相乳液在水中的濃度

為了使乳液正常反相，表面活性劑必須達(dá)到其最低有效濃度。

在標(biāo)準(zhǔn)硬度的水中，從測定得知聚合物在水中有效濃度在5克/升時才能發(fā)生正常的反相。

通常乳液中含25％到46％有效聚合物，而最佳稀釋倍數(shù)為50至100倍。因此當(dāng)稀釋倍數(shù)超過100，表面活性劑濃度不夠，部分乳液不能溶于水，而當(dāng)稀釋倍數(shù)小于50，乳液的粘度太高。

3－反相過程中的剪切

為了達(dá)到良好的反相，每個聚合物顆粒在水中都必須分散開，不然這些顆粒就會結(jié)團(tuán)。 為保證有效的分散，在乳液與水相遇處必須采用高速剪切混合。

在對溶解時間有要求時，可采用設(shè)備來幫助分散與溶解：

* 文丘里噴管

* 溶解罐裝有雙速攪拌器，加乳液時用高轉(zhuǎn)速,加完后用低轉(zhuǎn)速

* 高剪切的靜態(tài)混合器

* 高壓泵 (3 - 7巴)，將吸入與排出口用一回路連起來，回路上裝有節(jié)流閥

* Ultra - Turrax 混合器

* 排出口裝一閥門，用1 - 2 巴的固定壓力排出

如果乳液得到有效的分散,不需要進(jìn)一步攪拌以達(dá)到溶解，但必須有15分鐘的接觸時間。如果操作中反相得不徹底，貯罐內(nèi)就必須有一個攪拌器，攪拌3 - 15分鐘。

4－影響溶解的因素

水質(zhì)對反相有嚴(yán)重影響。

硬水：硬度為30 - 40 時分散效果差，超過50時分散很困難。鈣降低了表面活性劑效果。海水和30克/升的鹽水已達(dá)到可接受的極限。

在這種情況下，可以這樣做：

* 按照使用的水質(zhì)情況進(jìn)行試驗,確定表面活性劑的濃度，在生產(chǎn)乳液時按照 這一濃度進(jìn)行調(diào)整。

* 在溶解水中加少量表面活性劑，通常為NP 10或NP 20（含10/20環(huán)氧乙 烷基團(tuán)的壬基酚），或者一些可替代品，如Teepol （磺化琥珀酸二辛酯），

濃度為乳液本身的2％ - 10%。

對于陽離子型乳液，必須選非離子型表面活性劑，以免與聚合物發(fā)生沉淀。

5－貯存條件及濕度

乳液從本質(zhì)上講是不穩(wěn)定的。作為連續(xù)相的油比重為0.85，而分散相的水比重超過1.05。經(jīng)過一段較長時間，水就會下沉到桶底去。

在平均溫度為20℃時，經(jīng)過6個月，下沉的水相會有一些團(tuán)塊，這些團(tuán)塊很容易用機(jī)械或氣體攪拌再分散開。

在35℃的較高溫度下，下沉作用加快，團(tuán)塊較難再分散，這時保存期縮短為3個月。

乳液如果凍結(jié)也會有類似現(xiàn)象。在－10℃以上乳液仍是可流動的，低于此溫度乳液中油相粘度變得很高，乳液就不能流動。

乳液在凍結(jié)狀態(tài)下：

* 沉降層的再分散困難

* 較難在水中溶解。而且，經(jīng)過凍結(jié)－熔化的乳液，需要在溶解水中多加一些表面活性劑， 以達(dá)到良好的溶解，但聚合物的效能不受影響。

6－貯存與溶解乳液的設(shè)備

6.1 相容性

乳液中載體油是脂肪烴，含芳香烴低于0.1%。與塑料，橡膠及金屬的相容性如下：

要避免使用銅、鑄鐵及鍍鋅鐵。聚乙烯可以用在乳液運輸中，但油會溶入低密度聚乙烯中，降低桶的強(qiáng)度。

6.2－乳液貯存

貯存乳液的罐通常是不銹鋼（304），玻璃鋼或高密度聚乙烯。

為了防止分層，可以：

* 從罐底吹入氮氣，每二天吹氮氣10分鐘。

* 每天用低速攪拌10分鐘。

* 用機(jī)械泵循環(huán)。

這些方法帶來高剪切作用，會降低乳液的穩(wěn)定性。貯罐必須是立式的，底部做成錐形以有利于再分散。它還應(yīng)帶一個用于檢查的蓋子，以便每年用高壓水沖洗一次罐內(nèi)。

6.3－泵與過濾器

混合得不好的乳液可能含有一些團(tuán)塊，會堵塞過濾器與泵。這些團(tuán)塊是水溶性的，可以泵到溶解罐中去。但用于造紙是例外。

泵型：

* 用不銹鋼、鍍鎳的鐵或聚乙烯制成的齒輪泵。也可以用鋼制成的泵，每一年或二年換一次。

* 泵的密封件必須與上述相容性表相符合。

* 用腈類物質(zhì)做定子的單級泵 (德國Netzsch制的水泵)。

* 專用于粘稠液體的電磁泵，并裝有大直徑吸入管。

* 活塞泵與膜片泵對乳液不是很有效，特別是排量較低時。這時，可以在乳 液貯罐與泵之間裝一過濾器，合理選擇濾孔大小以避免頻繁沖洗。濾孔在300－500微米是合適的。

6.4－最終產(chǎn)物的過濾與貯存

溶解的乳液用于造紙時，它通常要用50微米過濾器過濾。溶解的乳液可以貯存在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃鋼、不銹鋼或有內(nèi)涂層的普通鋼里。應(yīng)避免使用鐵或鍍鋅鐵。所有管道應(yīng)該用塑料、銅或不銹鋼做。

由油引起的問題：

* 稀釋的乳液貯存較長時間會使油分離出來，泵打時會出現(xiàn)問題，尤其在造 紙中。

* 某些柔性泵可能會選擇性地吸油（如Jabsco泵的定子不合適時）。

7－實驗室用乳液做實驗

稱取少量乳液是很困難的。通常都用針管吸取。乳液比重在1.02到1.05之間。由于塑料的相容性問題，要用玻璃針管。針管用過后，要用酒精或熱水沖洗。

對于粉狀聚合物，濃度高的水溶液穩(wěn)定性也高，最好有效濃度在5克/ 升。此溶液在使用前要進(jìn)行稀釋。

5克/升溶液的穩(wěn)定性

穩(wěn)定性

陰離子 約15天

陽離子 約15天

EM7－EM8 3－4天

EM5－EM4 1天

8－粉末與乳液的差別

粉末與乳液的基本化學(xué)組成是一樣的，但在不同的應(yīng)用中它們會有不同的效率。

一般說：

* 陽離子乳液的分子量比粉末要高,因而污泥脫水的效果要好,

* 含在乳液中的表面活性劑有助于含油和脂肪的污泥脫水效果,但由于會起泡而有再次分散的不良作用。

* 乳液聚合時水解反應(yīng)較低，因此其陽離子度略高于粉末。

9－對人體健康與安全的影響情況

含在乳液中的聚合物的毒性與粉末一樣，都是很低的。

工業(yè)化乳液的游離單體含量在1000ppm（0.1%）左右。

特殊應(yīng)用中，可以使產(chǎn)物中的游離單體降到500 PPM（0.5%）以下。

油是去除芳烴的脂肪烴。油單獨的閃點在105℃以上，乳液的閃點超過100℃，但發(fā)生沉降后閃點降為100℃。

表面活性劑的毒性非常低，它是山梨糖醇與聚氧乙烯化的壬基酚生成的脂。

陽離子乳液會剌激眼睛。

濺在地上的乳液應(yīng)該用木屑吸收，并將木屑焚燒。留在地上的應(yīng)當(dāng)用高壓水沖洗。