一种NaOL-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NaOL‑AA二元共聚物表面活性剂及其制备方法和应用。该NaOL‑AA二元共聚物表面活性剂由单体油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，其中油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，反应体系中单体油酸钠的质量百分比浓度为10～15％。本发明专利技术制备的NaOL‑AA二元共聚物表面活性剂与市售低分子脱墨剂相比，其分子量更大，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，具体涉及一种NaOL-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，森林资源不足，木材原料供应短缺，而造纸的原生材料成本较高，合理利用废纸显得十分重要。脱墨剂是废纸再生过程的重要助剂。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。低分子表面活性剂有阴离子型的磺酸盐、脂肪酸盐，非离子型的烷基聚氧乙烯醚，阳离子型的双酰胺类等。而印刷技术的发展和油墨品质的提高，使脱墨行业面临巨大挑战，对脱墨剂提出更高的要求。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NaOL-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NaOL-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：一种NaOL-AA二元共聚物表面活性剂，该NaOL-AA二元共聚物表面活性剂由单体油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，其中油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，反应体系中单体油酸钠的质量百分比浓度为10～15％。所述的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法，具体步骤如下：将单体油酸钠、单体丙烯酸、引发剂过硫酸铵和水加入到65～105℃的恒温反应容器内，待全部加料完成后保温反应2～6h，反应结束后静置、自然冷却至室温，然后调节反应体系的pH值至8～9，即得到NaOL-AA二元共聚物表面活性剂。所述的单体油酸钠在使用前先溶解过滤去除杂质，再用质量分数为15～25％的NaOH溶液调节其pH值至中性。先将水作为反应介质加入反应容器内，然后将单体油酸钠和单体丙烯酸混合均匀后分两次进行投料，每次投入一半，每次投料用时85～95min，两次投料间隔55～65min。引发剂过硫酸铵分四次进行投料，在第一次投入单体油酸钠和单体丙烯酸的混合物时开始第一次投入引发剂，间隔55～65min后第二次投入引发剂，再间隔55～65min后第三次投入引发剂，再间隔115～125min后第四次投入引发剂，然后再进行保温反应。在整个加料过程中以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。用质量分数为15～25％的NaOH溶液调节反应体系的pH值。所述的NaOL-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NaOL-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NaOL-AA二元共聚物表面活性剂与市售低分子脱墨剂相比，其分子量更大，对油墨的分散、捕集及乳化能力更强，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，制得的脱墨剂同样具有优于市售脱墨剂的脱墨效果，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，因此本专利技术制备的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂具有良好的应用前景，可作为脱墨剂在废纸脱墨中应用，或用于制备其他脱墨剂。本专利技术提供的NaOL-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。具体实施方式本专利技术提供的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法，其反应原理如下：下面以具体实施例对本专利技术提供的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法作进一步的详细说明，并对制备出的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂的脱墨效果进行测试。实施例1：反应原料：摩尔比为1:1的单体油酸钠和单体丙烯酸、单体总质量的2.0％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油酸钠的质量百分比浓度为15％。步骤：先将单体油酸钠溶解过滤除去杂质，并用质量分数为20％的NaOH溶液调节至中性，然后以去离子水作为反应介质，将去离子水加入85℃的恒温三口烧瓶中，将处理过的单体油酸钠(NaOL-AA)和单体丙烯酸(AA)混合均匀，在25r/min的搅拌条件下，向三口烧瓶中投入一半的单体混合物(第一次投料耗时90min)，然后间隔60min，再投入剩余一半的
单体混合物(第二次投料耗时90min)，并且在第一次向三口烧瓶中投入单体混合物的同时向三口烧瓶中投入四分之一的引发剂过硫酸铵，加完后间隔60min第二次投入四分之一的引发剂，再间隔60min第三次投入四分之一的引发剂，再间隔120min第四次投入四分之一的引发剂，上述所有加料过程中维持25r/min的速度对反应体系进行持续搅拌。当引发剂全部滴加完毕后在85℃恒温保温反应2h，保温反应过程中以55r/min的速度对反应体系进行搅拌，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溶液调节反应体系的pH＝9，得到固含量约为20％的黄色透明液体即为NaOL-AA二元共聚物表面活性剂，记为脱墨剂-1。脱墨剂-1的红外光谱图中，其主要吸收峰及其归属为：在NaOL的图谱曲线中，3021cm-1处为C＝C的特征吸收峰，而在脱墨剂-1(NaOL-AA聚合物)的红外光谱图中此峰已基本消失，表明该聚合物中的所有单体AA的双键与NaOL中的双键都参与了聚合反应。在3440cm-1处为羧基上的—OH和少量水分中的—OH发生了缔合，从而产生了此峰，而2925cm-1和2857cm-1处分别为C—H的反对称伸缩振动和对称伸缩振动峰，1572cm-1和1411cm-1处分别为羧酸盐中C—O的伸缩振动峰和C＝O伸缩振动峰，由以上分析表明，此脱墨剂-1中含有羧基，并且不存在双键，说明发生了自由基聚合反应，与预期的分子结构一致。脱墨剂-1的凝胶渗透色谱(GPC)分析中，其分子量及分布为：平均分子量Mn＝3380，重均分子量Mw＝4266，粘均分子量Mp＝4754，Z均分子量Mz＝4467，Z+1均分子量Mz+1＝4615，产物分子量分散系数Mw/Mn＝1.262130。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的单体油酸钠和单体丙烯酸、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油酸钠的质量百分比浓度为15％。步骤：先将单体油酸钠溶解过滤除去杂质，并用质量分数为20％的NaOH溶液调节至中性，然后以去离子水作为反应介质，将去离子水加入85℃的恒温三口烧瓶中，将处理过的单体油酸钠(NaOL-AA)和单体丙烯酸(AA)混合均匀，在25r/min的搅拌条件下，向三口烧瓶中投入一半的单体混合物(第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NaOL‑AA二元共聚物表面活性剂，其特征在于：该NaOL‑AA二元共聚物表面活性剂由单体油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，其中油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，反应体系中单体油酸钠的质量百分比浓度为10～15％。

【技术特征摘要】
1.一种NaOL-AA二元共聚物表面活性剂，其特征在于：该NaOL-AA二元共聚物表面活性剂由单体油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，其中油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，反应体系中单体油酸钠的质量百分比浓度为10～15％。2.权利要求1所述的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将单体油酸钠、单体丙烯酸、引发剂过硫酸铵和水加入到65～105℃的恒温反应容器内，待全部加料完成后保温反应2～6h，反应结束后静置、自然冷却至室温，然后调节反应体系的pH值至8～9，即得到NaOL-AA二元共聚物表面活性剂。3.根据权利要求2所述的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述的单体油酸钠在使用前先溶解过滤去除杂质，再用质量分数为15～25％的NaOH溶液调节其pH值至中性。4.根据权利要求2所述的NaOL-AA二元共聚物表面活性剂的制备方法，其特征在于：先将水作为反应介质加入反应容器内，然后将单体油酸钠和单体丙烯酸混合均匀后分两次进行投料，每次投入...

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