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氣溶膠固定劑PAM-b-PVTES合成路線及GPC、DSC、表面張力等性能測試（三）
來源：精細化工 瀏覽 978 次 發(fā)布時間: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只有一個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），為169.88℃，但是PAM-b-PVTES-2有兩個Tg，分別為183.19和190.09℃，分別對應(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。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
相對分子質(zhì)量的大小是影響聚合物黏度的一個重要因素，相對分子質(zhì)量越大，分子鏈段越長，聚合物分子鏈段纏繞作用越強，聚合物的黏度越高，因此，適當?shù)乜刂凭酆衔锏南鄬Ψ肿淤|(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，共聚物相對分子質(zhì)量逐漸增加，重均相對分子質(zhì)量（Mw）由5755增加到10505。這是因為，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，鏈增長自由基與鏈轉(zhuǎn)移劑DBTTC反應(yīng)生成休眠中間體，鏈增長停止，PAM-CTA的相對分子質(zhì)量隨著鏈轉(zhuǎn)移劑用量的增加而降低，實現(xiàn)對PAM-CTA相對分子質(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樣品的相對分子質(zhì)量分布相較于PAM-CTA-4的相對分子質(zhì)量分布變大，且隨著VTES用量的增加，聚合物鏈段增長，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。一方面是因為氣溶膠固定劑黏度越小，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間越長，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，這是因為，隨著RAFT試劑用量的減少，共聚物相對分子質(zhì)量增加，共聚物鏈段增長，共聚物鏈段之間的纏繞作用增強，共聚物水溶液黏度升高。適當?shù)卣{(diào)節(jié)RAFT試劑的用量可以達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程是指霧化后的固定劑小液滴與氣溶膠顆粒在布朗運動或氣流的作用條件下發(fā)生碰撞，固定劑對氣溶膠顆粒進行粘附、捕捉，將其凝并后最終沉降。因此，固定劑對粉塵的固定性能與其對氣溶膠粉塵的潤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，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、表面張力等性能測試（二）