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氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試（三）
來(lái)源：精細(xì)化工 瀏覽 1090 次 發(fā)布時(shí)間:2025-03-05
2.2 DSC分析
圖3 PAM-CTA-4、PAM-b-PVTES-2的DSC曲線
圖3為PAM-CTA-4、PAM-b-PVTES-2的DSC曲線。從圖3可以看出，PAM-CTA-4只有一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），為169.88℃，但是PAM-b-PVTES-2有兩個(gè)Tg，分別為183.19和190.09℃，分別對(duì)應(yīng)了聚丙烯酰胺（PAM）和聚乙烯基三乙氧基硅烷（PVTES）的Tg。PAM和PVTES鏈段間存在一定的相互作用，這些相互作用導(dǎo)致嵌段共聚物中兩相的Tg與各自均聚物的Tg不同，兩相的相互作用（融合）導(dǎo)致Tg向兩者之間移動(dòng)。由此可知，合成的聚合物具有兩相結(jié)構(gòu)，屬于嵌段共聚物。
2.3 GPC分析
相對(duì)分子質(zhì)量的大小是影響聚合物黏度的一個(gè)重要因素，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子鏈段越長(zhǎng)，聚合物分子鏈段纏繞作用越強(qiáng)，聚合物的黏度越高，因此，適當(dāng)?shù)乜刂凭酆衔锏南鄬?duì)分子質(zhì)量能有效地控制聚合物溶液的黏度。圖4為不同n(AM)∶n(DBTTC)下合成的PAM-CTA樣品的GPC譜圖，具體數(shù)據(jù)列于表1。
圖4 PAM-CTA樣品的GPC譜圖
表1 PAM-CTA樣品的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布
從表1可知，隨著DBTTC用量的降低，共聚物相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增加，重均相對(duì)分子質(zhì)量（Mw）由5755增加到10505。這是因?yàn)?，隨著鏈轉(zhuǎn)移劑DBTTC用量的增加，反應(yīng)體系中DBTTC的濃度增加，鏈增長(zhǎng)自由基與鏈轉(zhuǎn)移劑DBTTC反應(yīng)生成休眠中間體，鏈增長(zhǎng)停止，PAM-CTA的相對(duì)分子質(zhì)量隨著鏈轉(zhuǎn)移劑用量的增加而降低，實(shí)現(xiàn)對(duì)PAM-CTA相對(duì)分子質(zhì)量的可控合成。由于PAM-CTA-4的分子量分布最窄，因此，選擇PAM-CTA-4進(jìn)行下一步反應(yīng)。
圖5為不同n(VTES)∶n(AM)合成的PAM-b?PVTES樣品的GPC譜圖，結(jié)果列于表2。PAM-b?PVTES樣品的相對(duì)分子質(zhì)量分布相較于PAM-CTA-4的相對(duì)分子質(zhì)量分布變大，且隨著VTES用量的增加，聚合物鏈段增長(zhǎng)，PAM-b-PVTES的Mw從9058增加到10707。
圖5 PAM-CTA-4和PAM-b-PVTES樣品的GPC譜圖
表2 PAM-CTA-4和PAM-b-PVTES樣品的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布
2.4黏度分析
氣溶膠固定劑的黏度是影響固定劑霧化后液滴直徑的因素之一，氣溶膠固定劑溶液的黏度越小，越有利于氣溶膠固定劑與氣溶膠粉塵的黏附。一方面是因?yàn)闅馊苣z固定劑黏度越小，霧化后液滴的直徑越小，液滴的比表面積增大，也就是說(shuō)單位體積內(nèi)的固定劑霧化液滴密度越大，固定劑霧化液滴與氣溶膠粉塵顆粒的碰撞、結(jié)合頻率增大；另一方面霧化后液滴直徑越小，受到的重力作用越小，液滴在空氣中懸浮時(shí)間越長(zhǎng)，液滴與氣溶膠粉塵顆粒結(jié)合幾率更大，利于提高氣溶膠固定劑的利用率。圖6為20%固含量，不同的RAFT試劑用量對(duì)PAM-CTA共聚物水溶液黏度的影響。
圖6 PAM-CTA共聚物水溶液的黏度
由圖6可知，隨著DBTTC用量的減少，共聚物水溶液黏度緩慢提升，由3.7 mPa·s逐漸升高到8.1 mPa·s，這是因?yàn)?，隨著RAFT試劑用量的減少，共聚物相對(duì)分子質(zhì)量增加，共聚物鏈段增長(zhǎng)，共聚物鏈段之間的纏繞作用增強(qiáng)，共聚物水溶液黏度升高。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)RAFT試劑的用量可以達(dá)到控制共聚物水溶液黏度的目的。
2.5表面張力分析
氣溶膠固定劑固定氣溶膠粉塵顆粒的過(guò)程是指霧化后的固定劑小液滴與氣溶膠顆粒在布朗運(yùn)動(dòng)或氣流的作用條件下發(fā)生碰撞，固定劑對(duì)氣溶膠顆粒進(jìn)行粘附、捕捉，將其凝并后最終沉降。因此，固定劑對(duì)粉塵的固定性能與其對(duì)氣溶膠粉塵的潤(rùn)濕性能和與氣溶膠粉塵的碰撞頻率有關(guān)。
氣溶膠粉塵顆粒普遍具有較高的表面張力，因此氣溶膠固定劑的表面張力越小越易與氣溶膠顆粒粘附。固含量為20%的PAM-b-PVTES共聚物水溶液的表面張力如圖7所示。
圖7 PAM-CTA-4和PAM-b-PVTES共聚物水溶液的表面張力
從圖7可以看出，隨著VTES用量的增大，共聚物水溶液的表面張力逐漸降低，n(VTES)∶n(AM)由0增加到10∶100時(shí)，共聚物水溶液表面張力從68.49 mN/m降低到40.44 mN/m，繼續(xù)增大VTES用量，共聚物水溶液表面張力逐漸趨于穩(wěn)定。這說(shuō)明VTES和AM共聚后賦予了共聚物水溶液更低的表面能，降低了共聚物水溶液的表面張力。
氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試（一）
氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測(cè)試（二）