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自从20世纪70年代石油危机以来,水煤浆作为一种新型煤及洁净燃料已经得到了迅速的发展。中国具有非常丰富的煤炭资源,所以合理的利用这些煤炭资源已经成为一个急待解决的问题。目前工业常用的水煤浆分散剂有萘磺酸盐甲醛缩合物系、聚羧酸磺酸盐系、腐植酸系以及木质素磺酸盐系等。由于木质素系水煤浆分散剂主要有原料广,变废为用,价格便宜,成浆稳定性好,析水少等特点。但是,木质素系分散剂还具有粘度大,流动性差等缺点。所以,对木质素进行改性,提高它的流动性已经成为了此类分散剂研究的热点问题。本文先对竹浆木质素、用双氧水经过一步反应生成木质素磺酸盐。木质素磺酸盐再进一步与环氧氯丙烷反应生成木质素两性表面活性剂中间体;再以N-甲基吡咯烷酮,在碱性条件下反应生成两性表面活性剂。用红外(FTIR)、紫外(UV)对各目标产物的结构进行了表征。研究结果如下:(1)以木质素磺酸钙、双氧水、NaHSO4为原料,经过一步反应生成磺化木质素磺酸钙,对合成工艺进行研究,得到郊优合成工艺条件为:反应温度95℃,反应时间是8h,磺化剂(NaHSO4)用量2.0g,搅拌转速300r/min,双氧水2ml,甲醛5ml。此时磺化度为2.0282mmol/gCLS,相对磺化度为1.314。(2)对磺化木质素磺酸钙、用环氧氯丙烷和N-甲基吡咯烷酮(NMP)经过两步反应生成两性木质素表面活性剂(LSAS),对LSAS的合成工艺进行研究,得到合成工艺条件为:m(SL):m(NMP)=1:2,反应温度为80℃,反应时间3.5h,pH=10,此时LSAS的阳离子度为10.36。(3)改性后得到的LSAS的临界胶束浓度(cmc)为3.5g·L-1,γcmc为32.5mN·m-1,亲水亲油平衡值(HLB值)为11。磺酸基和季铵盐的引入增加了水溶性和空间位阻,季铵盐引入增强了表面活性。本文对于改性后的两性木质素磺酸盐进行应用实验,测定了接触角、水煤浆成浆性能、水煤浆分散剂最佳用量和水煤浆最大成浆浓度。实验结果如下:(1)较原木素分散剂溶液,两性木质素磺酸盐分散与煤表面的接触角和水煤浆成浆性明显变小。(2)两性木质素分散剂最佳用量为水煤浆质量的0.4%,水煤浆最大成浆浓度为64.2%。(3)随着剪切速率逐渐变大,水煤浆的表观粘度会逐渐减小,磺化、接枝改性后的LSAS相比于原木素表观粘度显著的降低。(4)通过水煤浆的吸附量和电位分析可知,改性后的两性木质素分散剂较原木素都有提高。