增稠

增稠

增稠是使懸浮於液體中的固體粒子變為濃稠的攏漿而從液體中分離出來的操作即稱為增稠,也稱為沉澱濃縮或沉降濃縮。塗料在貯存過程中,通常由於稀釋劑的損失或某些反應而引起的稠度增高現象。常見原因是含有鹼性物質(如氧化鋅)遇脂肪酸成皂所致的增稠敏感性較強。

重力增稠


傳統的重力增稠是在底部呈圓錐狀的圓形容器中進行的,容器底部有收集固體的集料器和刮刀,固體在自身的重力作用下緩慢地聚集在容器的底部。重力增稠操作簡單,可使4%~6%的固體聚集在容器底部。

溶氣浮選和電浮選分離


溶氣浮選(DAF)是一種用於液體懸浮膠狀混合物的液/固分離方法。DAF主要用於含懸浮固體的廢水澄清。DAF廣泛用於從食品加工廢水中回收有價值的固體物質,尤其是肉製品加工業的廢水DAF包括在高壓條件下將空氣溶解到廢料中至飽和,通過將壓力降至常壓,空氣以小氣泡的形式帶著一些可回收的膠狀顆粒上升至廢水表面。DAF工藝的改進取決於廢料的類型,可能需要在處理前添加一些化學絮凝劑或凝結劑(例如,聚合電解質)。一般來說,DAF系統由1個絮凝槽、1個浮選罐和1個壓力容器組成。它的操作可以是連續化的,也可以是間歇式的。可以根據廢水懸浮物的特性和場地的長寬大小要求對系統進行設計和改造。
同樣,電浮選利用水電解產生氣泡除去懸浮物。為此,電極安裝在存放廢水的容器底部。
電浮選分離
電浮選分離
當電流經過電極時,水被電解產生氫氣氧氣。在氣泡上升至廢水表面的過程中,將懸浮顆粒一起帶上來,到達表面后即被撇去。和重力浮選相比,電浮選更有效。這是一種分離低濃度懸浮同體的可選方法。值得一提的是,該設備的設計和操作都很簡單。

增稠性


許多水溶性高分子,如聚氧乙烯羧甲基纖維素聚丙烯酸鈉等,均可作為水性體系的增稠劑使用。高吸水性樹脂吸水后體積可迅速膨脹至原來的幾百倍到幾千倍,因此增稠效果遠遠高於上述增稠劑。例如,用0.4%(質量比)的高吸水性樹脂,能使水的黏度增大約l萬倍,而用普通的增稠劑,加入0.4%,水的黏度幾乎不變。要達到這麼高的黏度通常需要加人2%以上才行。
高吸水性樹脂的增稠作用在體系的pH值為5~10時表現得尤為突出。例如,含澱粉類高吸水性樹脂HSPAN 0.1%的水,黏度為1 900mPa·S,而在其中加入8%氯化鉀,黏度上升至5 000 mPa·S。經高吸水性樹脂增稠的體系,通常表現出明顯的觸變性。即體系的黏度在受到剪切力后隨時間迅速下降,而剪切停止后,黏度又可恢復。
增稠體系的觸變性
增稠體系的觸變性
高吸水性樹脂的這種增稠特性,可用於油田鑽井、水溶性塗料、紡織品印染、食品工業和化妝品中作為增稠劑,具有十分遠大的前景。

增稠的影響因素


影響增稠的因素大致分成兩類:化學的和物理的。這並不意味著二者之間無關係,在很多場合存在著一定的協同作用,然而主要的增稠作用在性質上是化學的增稠作用。
物理因素:物料混合中所達到的剪切程度、溫度、時間、填料和增稠劑的表面積等。
化學因素:樹脂的化學組成、增稠劑的化學特性、添加劑、雜質等。

增稠劑的用量

常用的增稠劑一般有4種:氧化鎂氫氧化鎂氧化鈣石灰)、氫氧化鈣。增稠劑的用量會對乙烯基樹脂的增稠效應產生明顯的影響,見下圖。
氧化鎂含量的影響
氧化鎂含量的影響

樹脂的化學組成

1、聚合物的羧基官能度
按不飽和聚酯樹脂增稠機理,聚合物的羧基是活性基團,能參與增稠反應。增稠速率與酸值成正比。酸值為0,60h后黏度沒有增加。當樹脂分子量相同時,增稠速率隨官能度而增加;官能度相同,增稠速率隨分子量而增加。
2、聚合物的羥基官能度
比較同類樹脂的羥值指標,發現樹脂的增稠效應隨羥值增高而下降,樹脂中的羥基對增稠過程起阻滯作用。為了驗證這一設想,可在增稠效果較好的198樹脂中添加少量1,2-丙二醇,使其羥值上升。實驗證明,樹脂中遊離丙二醇的羥基確實對增稠過程有阻滯作用,改性198樹脂的增稠效果明顯下降。

水分對增稠過程的影響

水分對不飽和聚酯樹脂增稠過程有很大影響,起始階段有促進作用,後期則有阻滯作用,所以每個配比系統中都要嚴格控制含水量,通常做法是樹脂中含水量一定要低,≤0.05%,當所有組分混合后,再根據總含水量的要求添加適量的水。

溫度影響

溫度是影響樹脂增稠的最重要因素,較高溫度可降低SMC生產前期樹脂糊黏度而利於輸送及玻璃纖維浸漬,又能加快浸漬后樹脂糊黏度的上升,並達到更高的增稠水平,在SMC製備后,往往要將其送入加溫熟化室中加速稠化,以縮短啟用期。