氧化淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺抑尘剂的合成与应用研究

【摘要】： 粉尘污染是世界公害之一,对人类和环境的影响是多方面的,如对人造成毒害和刺激,降低能见度,引起设备磨损腐蚀,对农作物、草原、牲畜声场造成危害,对环境卫生影响也十分突出。所以,粉尘的防治技术的研究和开发一直得到高度重视,其水平也不断发展。化学抑尘是粉尘防治中最有效的方法之一。而高分子类抑尘材料能对沙质地表、矿山码头的粉尘料堆路面扬尘起到良好的粉尘抑制作用,既能防止风力吹蚀又具有保持水分和于粉尘沙土形成坚硬的固结层,以达到控制和改善沙害环境目的。本论文研制的抑尘剂是一种水溶性良好的氧化淀粉接枝丙烯酸-丙烯酰胺抑尘剂。 该抑尘剂的合成主要有三步反应:氧化淀粉制备、氧化淀粉糊化、接枝共聚。本论文研究并确定了合成抑尘剂的较优工艺条件:丙烯酸与丙烯酰胺质量比为3:2,引发剂质量分数为0.4%,中和度为50%、聚合温度为50℃、聚合时间为6h。所制备的抑尘剂粘度为212.6mPa·s,水溶性和稳定性良好。 本论文对所制备的抑尘剂进行了性质表征。包括:对不同组成、不同固含量、不同温度下的抑尘剂进行了粘度测试;对抑尘剂进行了红外光谱分析和差热分析,分别表征了产物的特征基团和热稳定性;对氧化淀粉进行了XRD表征,对抑尘剂进行了接枝率的测定;并采用扫描电子显微镜对抑尘剂固化后的固结层进行了外观形态表征。结果表明,所得产物的粘度适中,室温至100℃之间热稳定性好,适合固沙应用的要求。 本论文对该抑尘剂的应用性能进行了研究,以沙子为对象,分别对抑尘剂进行了保水性能、抗水冲蚀性能、耐温性、抗风蚀性能、抗压强度等应用性能测试。实验结果表明:固含量在3.0%以上时,抑尘剂具有一定的保水能力;按1L/m~2用量喷洒固含量在3.0-6.0%之间的抑尘剂,固结层耐水性较好;喷洒固含量在3.0%以上的抑尘剂,固结层能耐70℃的地表温度;喷洒固含量在6.0%以上的抑尘剂,沙模质量损失率低于0.1%,抗风蚀性能较好,沙模抗压强度达到1.24MPa,并且抗压强度随着固含量的增大而增大。从实验结果可以看出该抑尘剂具有良好的固沙性能。 从抑尘剂的物理化学性质表征以及应用性能测试可以看出,论文所研制的抑尘剂是一种多功能防风防沙抑尘材料,能够满足抑制扬尘的各种要求,且符合环境友好的要求,具有广阔的应用前景。

【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TD714