一种AOS‑AA二元共聚物表面活性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种AOS‑AA二元共聚物表面活性剂及其制备方法和应用，由单体α‑烯烃磺酸钠和单体丙烯酸在引发剂过硫酸铵的作用下通过聚合反应生成，其中α‑烯烃磺酸钠和丙烯酸的摩尔比为1:(1‑4)，引发剂用量为单体总质量的0.5～4.5％，反应介质为水，反应体系中单体α‑烯烃磺酸钠的质量百分比浓度为10～15％。本发明专利技术制备的AOS‑AA二元共聚物表面活性剂与市售低分子脱墨剂相比，其分子量较大，对油墨的分散、捕集及乳化能力更强，可单独使用或与低分子表面活性剂复配后作为脱墨剂进行废纸脱墨，再生出的纸张白度高，残余油墨量少，特别适用于废旧杂志纸的浮选脱墨，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废纸脱墨
，涉及一种可用于废纸脱墨的表面活性剂，特别涉 及一种A0S-AA二元共聚物表面活性剂及其制备方法和应用。
技术介绍
如今，世界环境不断恶化，木材原料供应严重不足。我国的森林面积仅占世界总森 林面积的13%，而人均占有率仅为世界人均水平的15%，但是我们的用纸需求量却在不断 增加，所以，这就需要我们加大对再生纸的使用。废纸脱墨是废纸二次利用的重要途径，其 关键技术就是脱墨剂的研制和开发。 目前国内废纸脱墨剂虽品种多，但其内在化学品大体相同，多为低分子表面活性 剂单一或复配使用。但是，合成树脂的发展导致油墨的品种不断增加，现有的脱墨剂已经不 能满足市场的需求，所以开发出新型、高效、应用范围广的脱墨剂势在必行。 共聚物表面活性剂由于其结构特殊，可合成的种类众多，且其分散、乳化、稳泡等 性能均比低分子表面活性剂有所增强。但是，目前有关共聚物脱墨剂的研究极少。共聚物 脱墨剂不仅能够单独使用，还可以和低分子脱墨剂复配使用，两者可进行性能互补，更好地 提高脱墨效果，所以其具有广阔的发展应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种A0S-AA二元共聚物表面活性剂及其制备方法和应 用，该方法简单易行，制得的A0S-AA二元共聚物表面活性剂具有良好的脱墨效果。 为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为： -种A0S-AA二元共聚物表面活性剂，该A0S-AA二元共聚物表面活性剂由单体 a-烯烃磺酸钠（A0S)和单体丙烯酸（AA)在引发剂过硫酸铵的作用下通过聚合反应生 成，其中a -烯烃磺酸钠和丙烯酸的摩尔比为1: (1-4)，引发剂用量为单体总质量的0. 5~ 4. 5%，反应介质为水，反应体系中单体a -烯烃磺酸钠的质量百分比浓度为10~15%。 -种权利要求1所述的A0S-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法，具体步骤如 下： 将单体a -烯烃磺酸钠、单体丙烯酸、引发剂过硫酸铵和水加入到65~105°C的恒 温反应容器内，保温反应2~7h，反应结束后静置、自然冷却至室温，然后调节pH值至8~ 9,即得到A0S-AA二元共聚物表面活性剂。 所述的单体a -烯烃磺酸钠和单体丙烯酸分两次进行投料，每次投入一半的单体 a -烯烃磺酸钠和一半的单体丙烯酸，两次投料的间隔时间为50~60min。 所述的引发剂过硫酸铵采取滴加的方式进行投料，当第一次投入单体a -烯烃磺 酸钠和单体丙烯酸时开始连续滴加引发剂，引发剂的滴加用时为80~90min，滴加完引发 剂后再进行保温反应。 在滴加引发剂的过程中以25~30r/min的速度对反应体系进行搅拌。 在保温反应过程中以50~60r/min的速度对反应体系进行搅拌。 所述的单体a -烯烃磺酸钠在使用前先过滤去除杂质，再调节其pH值至中性。 用质量分数为15~25 %的NaOH溶液调节pH值。 所述的A0S-AA二元共聚物表面活性剂作为脱墨剂在废纸脱墨中的应用。 所述的A0S-AA二元共聚物表面活性剂在制备脱墨剂中的应用。 相对于现有技术，本专利技术的有益效果为： 本专利技术制备的A0S-AA二元共聚物表面活性剂与市售的低分子脱墨剂相比，其分 子链更长，分子量更大，对油墨的分散、捕集、乳化及洗涤能力更强，不仅可单独作为脱墨剂 进行废纸脱墨，脱墨效果好，再生出的纸张白度高，残余油墨少，而且还可与市售的低分子 脱墨剂进行复配，用于制备对废纸进行脱墨的脱墨剂，通过A0S-AA二元共聚物表面活性剂 及市售的低分子脱墨剂的协同作用，使得复配的脱墨剂具有更佳的脱墨效果，再生纸张白 度高，残余油墨少，特别适用于废旧杂志纸的浮选脱墨，因此本专利技术提供的A0S-AA二元共 聚物表面活性剂具有良好的应用前景。 本专利技术提供的A0S-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法简单易行、原料易得，制 备成本较低，制备周期短，反应温度低，所需的反应设备简单常见，易于工业化生产。 进一步的，由于a -烯烃磺酸钠的双键不在端位上，较难进行聚合反应，而丙烯酸 非常容易进行自聚，因此将a -烯烃磺酸钠和丙烯酸分两次投料，并将引发剂持续的滴加 入反应体系中，这样能够降低a -烯烃磺酸钠的聚合难度，降低丙烯酸的自聚现象，提高目 标产物的产率。【具体实施方式】 下面对本专利技术进行进一步详细说明。 本专利技术提供的A0S-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法，其反应原理如下： 对制得的A0S-AA二元共聚物表面活性剂进行测试，发现上述分子式中的m、n的比 例约为1: (1~4)。 下面以具体实施例对本专利技术的A0S-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法作进一 步的详细描述。 实施例1 : 反应原料：摩尔比为1:1的单体a -烯烃磺酸钠和单体丙烯酸、单体总质量的 3. 0%的引发剂过硫酸铵，余量为去离子水（反应介质），其中反应体系中单体a _烯烃磺酸 钠的质量百分比浓度为12%。 步骤：先将单体a -烯烃磺酸钠过滤除去杂质，并用质量分数为20 %的NaOH溶液 调节至中性，再以去离子水作为反应介质，将去离子水、一半的单体a-烯烃磺酸钠（A0S) 和一半的单体丙烯酸（AA)投入85°C的三口瓶中，lh后再加入剩余部分的A0S和AA，并且当 第一次将AOS和AA加入三口瓶后就开始持续缓慢的将引发剂过硫酸铵滴加入三口瓶中，滴 加时间为1. 5h，滴加过程中以25r/min的速度对反应体系进行搅拌。滴加完毕后恒温继续 反应4h，保温反应过程中以55r/min的速度对反应体系进行搅拌，待反应结束后静置、自然 冷却至室温，然后用质量分数为20%的NaOH溶液调节pH为8. 5,最后得固含量约为20%的 棕色透明液体即为A0S-AA二元共聚物表面活性剂，记为脱墨剂-1。 对制得的脱墨剂-1进行红外光谱测试，其红外光谱图中的主要吸收峰及其归属 为： 3400cm 1处为羧基上的-OH及少量水分子上-OH的缔合吸收峰，2925cm 1和 2857cm 1处分别为C-H的反对称伸缩振动峰和对称伸缩振动峰，1644cm 1处为C = C的伸 缩振动峰，1572cm 1和1411cm 1处分别为羧酸盐C = 0的伸缩振动峰和C-0的伸缩振动峰， 1457cm 1处为C-H的面内弯曲伸缩振动峰，1193cm 1和1062cm 1处分别为磺酸基S = 0的反 对称伸缩振动峰和伸缩振动峰，在1640cm 1处的峰不明显，说明聚合反应已经发生。综合分 析表明，此表面活性剂的分子结构中有磺酸基，羧基等。 对制得的脱墨剂-1进行凝胶渗透色谱（GPC)分析，其分子量及分布为： 平均分子量Mn= 3513,重均分子量Mw= 3900,粘均分子量Mp= 4518, Z均分子量 Mz= 4173, Z+1均分子量Mz+1= 4377,产物分子量分散系数Mw/Mn= 1. 110006。 通过以上红外光谱及凝胶渗透色谱分析可以表明，合成产物为预期产物。 实施例2 : 反应原料：摩尔比为1:2的单体a -烯烃磺酸钠和单体丙烯酸、单体总质量的 1. 5 %的引发剂过硫酸铵，余量为去离子水（反应介质），其中反应体系中单体a -烯烃磺酸 钠的质量百分比浓度为12%。 步骤：先将单体a -烯烃磺酸钠过滤除去杂质，并用质量分数为20 %的NaOH溶液 调节至中性，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AOS‑AA二元共聚物表面活性剂，其特征在于：该AOS‑AA二元共聚物表面活性剂由单体α‑烯烃磺酸钠和单体丙烯酸在引发剂过硫酸铵的作用下通过聚合反应生成，其中α‑烯烃磺酸钠和丙烯酸的摩尔比为1:(1‑4)，引发剂用量为单体总质量的0.5～4.5％，反应介质为水，反应体系中单体α‑烯烃磺酸钠的质量百分比浓度为10～15％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张昌辉，焦雅兰，韩文会，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61