本發(fā)明屬于化工材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法。
背景技術(shù)：
水資源緊缺已經(jīng)成為全球大多數(shù)國家面臨的一個重大難題，海水淡化和海水利用技術(shù)是解決水資源短缺的有效途徑之一。但是在海水淡化處理中，由于鈣和鎂的碳酸鹽形成礦物結(jié)垢，黏附在處理設(shè)備表面，造成管道堵塞，產(chǎn)能下降，嚴重影響了海水淡化效率。目前，工業(yè)上常用的阻垢方法是化學阻垢，即向水中加入某些阻垢劑防止結(jié)垢。該方法較其他方法具有易于操作、處理效果好的優(yōu)點。許多化學藥品和阻垢劑已被用于減輕結(jié)垢，這些阻垢劑一般是酸性物質(zhì)，常用的有磷系阻垢劑如磷酸三鈉、六偏磷酸鈉、羥基乙叉二膦酸(HEDP)等。但水體中過量使用酸性阻垢劑會使水體酸化，對運輸管道和設(shè)備等造成腐蝕。
國內(nèi)外對阻垢防污材料的研究大多集中于阻垢防污涂料以及材料改性睇。通過改性開發(fā)良好的阻垢防污涂料盡管取得很好的阻垢效果，但是材料制備過程復(fù)雜，價格昂貴，有些防污阻垢涂料如含鋅、錫的有機金屬化合物防污涂料會造成環(huán)境污染。在海水淡化產(chǎn)業(yè)中，金屬、陶瓷等材料制成的傳統(tǒng)處理設(shè)備及管道除了存在易腐蝕、易結(jié)垢等不足，還存在著易碎、能耗較高和效率低等缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
（1）將聚丙烯母粒在60-70℃溫度下干燥6h，除去水分；聚丙烯酸在70-80℃下干燥24h，用球磨機球磨粉碎為聚丙烯酸粉末；
（2）將聚丙烯母粒與聚丙烯酸、增塑劑、潤滑劑倒人高速混煉機共混，得到共混物；
（3）再將步驟（2）所得共混物倒入雙向螺桿擠出機進行擠出、造粒、壓片制得寬度為100mm、厚度為0.5mm的PAA-PP復(fù)合塑料。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述潤滑劑為十八醇。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述球磨機的工作時間為12h-15h。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述聚丙烯酸粉末為2000目。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述聚丙烯烯酸的分子量800-1000。
本技術(shù)方案的技術(shù)效果：
本發(fā)明所述的，通過對原有工藝的改進，采用低分子量聚丙烯酸PAA共混改性聚丙烯PP制得一種具有阻垢效果的聚丙烯酸-聚丙烯復(fù)合塑，PAA-PP復(fù)合塑料具有良好的阻垢效果，不容易正常成核生長且規(guī)則有序地在其表面排列，且操作簡單，易于推廣。
具體實施方式
實施例1
一種PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
（1）將聚丙烯母粒在60℃溫度下干燥6h，除去水分；聚丙烯酸在70℃下干燥24h，用球磨機球磨粉碎為聚丙烯酸粉末；
（2）將聚丙烯母粒與聚丙烯酸、增塑劑、潤滑劑倒人高速混煉機共混，得到共混物；
（3）再將步驟（2）所得共混物倒入雙向螺桿擠出機進行擠出、造粒、壓片制得寬度為100mm、厚度為0.5mm的PAA-PP復(fù)合塑料。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述潤滑劑為十八醇。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述球磨機的工作時間為12h。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述聚丙烯酸粉末為2000目。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述聚丙烯烯酸的分子量800。選取水溫為25℃，在各種不同攪拌速率下(0，50，100，200，300，400，500，600r／rain)攪拌1h，測定不同攪拌速率下單位面積增重量m。并且，選取m值最大時對應(yīng)的攪拌速率、水溫25℃為條件，測定不同攪拌時間下的單位面積增重量m。
選取轉(zhuǎn)速為200r／min、攪拌時間為2h，考察PAA-PP復(fù)合塑料在不同溫度下(25，35，45，60，80，100℃)的阻垢效果。為更直觀表示PAA-PP復(fù)合塑料的阻垢率，用去離子水分別將烘干后的三組試樣上的碳酸鈣垢洗滌數(shù)次后再用0.1mol／L的稀鹽酸充分溶解，以絡(luò)合滴定法滴定鈣離子溶度，以不含PAA的1。試樣為空白對照試樣，測定PAA-PP復(fù)合塑料阻垢率。
加入PAA的復(fù)合塑料表面有典型的胞狀結(jié)構(gòu)，而未加入PAA的聚丙烯塑料表面沒有這種結(jié)構(gòu)。并且PAA加入量不同，胞粒數(shù)量和分布規(guī)律也不相同，胞粒較多、胞狀結(jié)構(gòu)分布較為均勻，因為PAA加入量較小。純PP塑料和PAA—PP復(fù)合塑料的力學延伸性能良好。材料的應(yīng)力和伸長量隨著PAA含量的增加而減小。
在不開動攪拌時，即轉(zhuǎn)速為0r／min時，1 號和2 號試樣表面碳酸鈣的量基本上沒有差別，分別為0．6lmg和0．63mg，而3 號試樣只有0．25mg；在轉(zhuǎn)速為50～200r／min時，3種試樣的m值均隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，但在200～600r／min時，m卻隨轉(zhuǎn)速的增大而減小，這可能是由于轉(zhuǎn)速增大，經(jīng)過試樣表面的水流速率加快，在試樣表面上形成的水流剪切力增大，將附著在試樣表面上的碳酸鈣垢沖落下來。在轉(zhuǎn)速為200r／min時，3種試樣的單位面積增重量均達到最大值，分別為7.6，4.71，0.52mg，不含PAA的空白1 號試樣的結(jié)垢量是3號試樣的14倍。在這一過程中發(fā)現(xiàn)，不論是在哪個轉(zhuǎn)速條件下(轉(zhuǎn)速為0r／min時除外)，1 號空白試樣上的碳酸鈣結(jié)垢量總是比2 號和3號試樣大得多。然而，目前并未發(fā)現(xiàn)它們之間存在有一定的比例關(guān)系，這可能是因為流體流速以及材料表面自身特性等多個因素所導致。轉(zhuǎn)速為200r／min、25℃條件下，PAA-PP復(fù)合塑料在不同攪拌時間下的單位面積增重量。3種試樣上碳酸鈣結(jié)垢量均隨著攪拌時間的增加而增大。值得注意的是，在攪拌時間為0-2h時，3種試樣上的碳酸鈣結(jié)垢量劇烈增加，但是在攪拌時間為3～10h時碳酸鈣的增量很小。
第一階段為結(jié)垢粒子直接在材料表面上結(jié)晶成核生長；第二階段為溶液中的結(jié)垢粒子在完成結(jié)晶生長及晶體形狀轉(zhuǎn)變后黏附到材料表面。在這兩個過程中部分已經(jīng)結(jié)晶成核的結(jié)垢粒子又會重新溶解到溶液中，再次結(jié)晶。第一階段產(chǎn)生結(jié)垢粒子黏附性強，結(jié)構(gòu)緊密而結(jié)實，第二階段黏附到表面上的結(jié)晶粒子排列松散，容易在水流的作用下從表面脫落到溶液中。因此，在攪拌時間為3-10h時，碳酸鈣增加量變小，結(jié)垢速率明顯降低。
PAA-PP復(fù)合塑料具有良好的阻垢效果，特別是1．55％PAA含量的3 號試樣，溫度在80度之前試樣的阻垢率為92％左右，最高阻垢率可達92.77％。兩組試樣在溫度大于80℃時，阻垢率均有所下降，這是因為溫度大于80℃時水中碳酸鈣。結(jié)垢傾向更加明顯，并且在有碳酸鈣。晶種存在條件下，水中碳酸鈣。結(jié)垢速率加快。結(jié)垢物質(zhì)的形成分為晶核的形成和生長，在晶核形成的初始階段，一般是處于一個不穩(wěn)定的動態(tài)交換平衡的過程中，有的可能分裂成為更小的粒子或者重新溶解，有的則繼續(xù)生長，即結(jié)垢過程中存在一個“沉淀一溶解一再次沉淀”的平衡過程。液體溫度越高，“沉淀速率”大于“溶解速率”，因而“結(jié)垢速率”隨著溫度增加而增大。
實施例2
一種PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
（1）將聚丙烯母粒在70℃溫度下干燥6h，除去水分；聚丙烯酸在80℃下干燥24h，用球磨機球磨粉碎為聚丙烯酸粉末；
（2）將聚丙烯母粒與聚丙烯酸、增塑劑、潤滑劑倒人高速混煉機共混，得到共混物；
（3）再將步驟（2）所得共混物倒入雙向螺桿擠出機進行擠出、造粒、壓片制得寬度為100mm、厚度為0.5mm的PAA-PP復(fù)合塑料。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述潤滑劑為十八醇。
本發(fā)明所述的PAA-PP復(fù)合塑料的制備方法，所述球磨機的工作時間為15h。所述聚丙烯酸粉末為2000目。所述聚丙烯烯酸的分子量1000。
在有碳酸鈣。晶種存在的條件下，水中碳酸鈣。結(jié)垢速率明顯加快，品種存在可以降低溶液體系的過飽和值，在這種體系環(huán)境條件下，碳酸鈣。的沉積速率顯著增加[1 6I。故復(fù)合塑料的阻垢率有所下降。在固一液體系中，PAA不僅對水垢粒子在溶液中的穩(wěn)定性和分子在固體表面的吸附有影響，而且還對晶體生長的速率和晶體形狀都有著重要的調(diào)控作用。
在固一液體系中，PAA不僅對水垢粒子在溶液中的穩(wěn)定性和分子在固體表面的吸附有影響，而且還對晶體生長的速率和晶體形狀都有著重要的調(diào)控作用。在轉(zhuǎn)速為200r／rain、攪拌時間為2h、實驗溫度為45℃條件下于高濃度硬水中結(jié)垢， 分為1號，2號，3號試樣， 3 號試樣上的碳酸鈣晶粒大小不一、晶體排列疏松，呈多孔狀，且3 號PAA-PP復(fù)合塑料上的碳酸鈣。晶體比1號和2號試樣上的小得多。晶體呈多孔狀結(jié)構(gòu)，晶體形狀不規(guī)則。與1號試樣相比，PAA-PP復(fù)合阻垢塑料改變了垢樣晶形的大小，碳酸鈣。晶體難以在塑料表面長大，PAA-PP復(fù)合阻垢塑料的表面特性使碳酸鈣。晶核在其表面的生長受到抑制，碳酸鈣。晶體不容易黏附，從而使水垢容易在水相中懸浮而隨水流沖走。
一般來說，碳酸鈣水垢晶核的形成和生長，分別是固一液界面的形成和擴展的過程，一個材料表面的成核位置是有限的，微米或納米結(jié)構(gòu)的表面微凸體，即胞狀、圓錐狀或傘狀結(jié)構(gòu)，能夠減少碳酸鈣晶粒與表面的接觸面積，從而減少了與成核位置的接觸，使碳酸鈣晶體不能正常結(jié)晶生長。如果晶體在一個特定的結(jié)構(gòu)表面限制生長，那么晶體的實際表面接觸面積減少、表面黏附減少，并且這些晶體很容易在水流的剪切力下沖走。PAA-PP復(fù)合塑料表面的胞狀結(jié)構(gòu)改變了碳酸鈣。晶體的成核生長，使其無法形成完整的“方解石”晶形。多L狀、排列疏松的碳酸鈣。晶體在溶液水流的剪切力作用下容易脫離復(fù)合塑料表面進入溶液體系，從而達到良好的塑料表面阻垢效果。