原位分散聚合制備防吸濕煅白及其機(jī)理研究.pdf

1、煅白在生產(chǎn)和貯存過(guò)程中的吸濕問(wèn)題，一直是困擾整個(gè)鎂行業(yè)的難題。煅白(CaO·MgO)是皮江法煉鎂工藝中白云石(MgCO3· CaCO3)煅燒后的產(chǎn)物。煅白具有較強(qiáng)的吸濕性，其吸收空氣中的H2O后，立即干涸，表面生成一層硬殼，即Mg(OH)2和Ca(OH)2;吸收空氣中的CO2后生成MgCO3、CaCO3。當(dāng)還原罐內(nèi)溫度達(dá)到600～800℃時(shí)，煅白吸收的水分與Si作用，降低了Si的還原能力，且H2O、CO2能把已還原出的鎂重新氧化成MgO

2、，降低出鎂率。此外，吸濕后的煅白，在真空和比較低的溫度下會(huì)離解，使還原反應(yīng)區(qū)的剩余壓力增大，鎂的升華速度減慢。因此，如何防止煅白吸濕，以保持煅白長(zhǎng)時(shí)間的活性度，對(duì)提高出鎂率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本具有重要的實(shí)際意義。
　　本文以煅白為研究對(duì)象，首先在煅白表面錨固偶氮引發(fā)劑對(duì)煅白進(jìn)行改性，然后引發(fā)全氟烷基乙基丙烯酸酯單體進(jìn)行原位分散聚合制備防吸濕煅白（PFM／煅白），并采用X射線(xiàn)光電子能譜儀、紅外光譜儀、熱分析儀、元素分析儀、接觸角測(cè)試儀

3、、掃描電子顯微鏡、物理吸附等對(duì)改性與原位聚合前后的煅白進(jìn)行表征，探索防吸濕煅白的制備方法及防吸濕機(jī)理，結(jié)果如下：⑴煅白在0-100min內(nèi)吸濕率增長(zhǎng)很快，幾乎呈直線(xiàn)上升;100-400min內(nèi)，吸濕率增長(zhǎng)放緩;400min以后，吸濕率增長(zhǎng)較小;720min-2880min內(nèi)，吸濕率增長(zhǎng)平緩?？梢?jiàn)煅白的吸濕率隨時(shí)間的增加而增大，但其增速逐漸變緩。其吸濕過(guò)程類(lèi)似于“縮核反應(yīng)”。⑵通過(guò)對(duì)煅白的比表面積、總孔容積、孔徑以及煅白表面接觸角的檢測(cè)可

4、看出:煅白表面的接觸角接近于0°，屬于典型的強(qiáng)親水性物質(zhì)。⑶硅烷偶聯(lián)劑KH560通過(guò)煅白表面的-OH基團(tuán)與Si-OCH3發(fā)生脫醇反應(yīng)，將環(huán)氧基團(tuán)接枝在煅白表面。偶氮引發(fā)劑ACPA中的-COOH與接枝在煅白表面的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開(kāi)環(huán)縮合反應(yīng)錨固到煅白表面，錨固效率近50％。⑷錨固在煅白表面上的引發(fā)劑ACPA在70℃下分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)全氟烷基乙基丙烯酸酯(FM)聚合，當(dāng)FM質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％時(shí)，制備得到了接枝率為0.5％、接枝效率為26.6％的

5、PFM/煅白。⑸聚全氟烷基乙基丙烯酸酯(PFM)在煅白上的接枝率隨聚合轉(zhuǎn)化率的增加而增加，但接枝效率下降。不同ACPA錨固量煅白接枝聚合中接枝率、接枝效率與轉(zhuǎn)化率呈線(xiàn)性關(guān)系。⑹PFM/煅白的吸濕率隨PFM接枝率的增加發(fā)生了不同程度的降低，當(dāng)PFM接枝率達(dá)到0.4％時(shí)，繼續(xù)提高接枝率，PFM/煅白的吸濕率趨于穩(wěn)定。當(dāng)PFM接枝率為0.5％時(shí)，PFM/煅白1h的吸濕率為0.2‰，而未改性煅白1h的吸濕率為13.9‰，降低了約98％，表明原位