木質素磺酸鈉

木質素磺酸鈉

無機物
木質素磺酸鈉是一種無機物,化學式為C20H24Na2O10S2,木質素是自然界中含量僅次于纖維素與甲殼素的天然高分子聚合物,其最廣泛的用途之一就是通過磺化改性轉化為木質素磺酸鹽,其中便包括木質素磺酸鈉(sodium ligninsulfonate)。木質素磺酸鈉可作為聚合物和混凝土的外加劑,具有成本低、環境友好等優點。
    中文名:木質素磺酸鈉 外文名:Sodium Ligninsulfonate 别名: 化學式: 分子量:534.51 CAS登錄号: EINECS登錄号: 熔點: 沸點: 水溶性: 密度: 外觀: 閃點: 應用: 安全性描述: 危險性符号: 危險性描述: UN危險貨物編号: CN危險貨物編号: 分子式:C20 H24 Na2 O10 S2

簡介與基本信息

木質素磺酸鈉是一種陰離子表面活性劑,是木漿與二氯化硫水溶液和亞硫酸鹽反應産物,是生産紙漿的副産物,一般為4-羟基-3-甲氧基苯的多聚物。由于木材種類不同,磺化反應的差異,木質素磺酸鹽的分子量由200到10000不等,化學結構尚未确定。一般說低分子木素質磺酸鹽,多為直鍊,在溶液中締合在一起;高分子木質素磺酸鹽多為支鍊,在水介質中顯示出聚合電介的行為。粗制的木質素磺酸鹽大量用于在動物飼料的粒化,精制木質素磺酸鹽用于石油鑽井泥漿的分散劑;礦石浮選劑,礦泥、染料、農藥的分散劑;對重金屬,尤其是鐵、銅、亞錫離子有較好的螯合能力,是有效的螯合劑。

理化性質

1.有良好的擴散性能,能溶于任何硬度的水中,水溶液化學穩定性好,可生物降解。

2.木質素磺酸鹽又稱亞硫酸鹽木質素,是相對分子質量不同,結構也不盡相同,即具有多分散性的不均勻陰離子聚電解質。固體産品為黃棕色自由流動的粉末,具有吸濕性。易溶于水,并不受PH值變化的影響,但不溶于乙醇、丙酮及其他普通的有機溶劑。水溶液為棕色至黑色,有膠體特性,溶液的黏度随濃度的增加而升高。木質素磺酸鹽對降低液體間界面表面張力的作用很小,而且不能減小水的表面張力或形成膠束,其分散作用主要依靠基質的吸附?脫吸和電荷的生成。

産品信息

上遊原料:純堿、磷酸三鈉、硫酸、清洗劑、燒堿、硝酸铵

下遊産品:硫雙滅多威可濕性粉劑、油田驅油劑

安全術語

S24/25Avoidcontactwithskinandeyes.

避免與皮膚和眼睛接觸。

減水劑作用機理

減水劑多數為表面活性劑。因此,木質素磺酸鈉的作用機理就是表面活性作用。表面活性劑加入水溶液中後,能降低水的表面張力(水—氣相)和界面張力(水—固相)。表面活性劑分子具一般有親水和憎水兩個基團。憎水基團是各種烷基或烷芳基;親水基團一般是能離解出離子的鹽類。根據親水基團所離解出離子的不同,表面活性劑可分為:陰離子表面活性劑;陽離子表面活性劑;兩性表面活性劑;非離子表面活性劑。

混凝土中加入減水劑木質素磺酸鈉後,減水劑的憎水基團定向吸附于水泥顆粒的表面,親水基團指向水溶液,組成了單分子或多分子的吸附膜,使水泥顆粒因表面相同電荷相互排斥而被分散,從顆粒間釋放出多餘的水分,以達到減水的目的。與此同時,由于降低了水的表面張力以及水泥顆粒間的界面張力,在保持同樣流動度的情況下,相應減少用水量,從而也起到減水的作用。減水劑可大幅度地降低混凝土的水化,降低孔隙率,增加混凝土密實性,從而大大提高混凝土的強度和抗滲性。

木質素磺酸鹽是分子量為1000~30000的天然高分子化合物。它由生産紙漿的下腳料經發酵提取酒精以後,再用堿中和而成,主要有木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、木質素磺酸鎂等,其中應用最廣的木質素磺酸鈣就是用亞硫酸紙漿廢液制成的。這種減水劑原料來源豐富,制造工藝簡單,價格低廉,在國内應用較普遍,約占減水劑總産量的80%。但其效果不太好,有引氣、緩凝作用,屬于普通減水劑,與早強劑複合使用效果較好。

生産方法

一般有兩種:

1)将木質素磺酸鈣經過離子交換;

2)在制漿的過程中,用碳酸鈉或是氫氧化鈉,取代氧化鈣或是氫氧化鈣。這種方法比較少見,因為碳酸鈉或是氫氧化鈉的價格通常高于氧化鈣或是氫氧化鈣。

用造紙廠的紙漿廢液為原料,一般有三種制備方法。

1.亞硫酸氫鈣制漿法的紙漿廢液中所含有的亞硫酸鹽或硫酸氫鹽直接與木質素分子中的羟基結合生成木質素磺酸鹽。往廢液中加入10%的石灰乳,在(95±2)℃下加熱30min。将鈣化液靜置沉降,沉澱物濾出,水洗後加硫酸。過濾,除去硫酸鈣。然後往濾液中加入Na2CO3,使木質素磺酸鈣轉成磺酸鈉。反應溫度以90℃為宜,反應2h後,靜置,過濾除去硫酸鈣等雜質。濾液濃縮,冷卻結晶得産品。

2.以堿液制漿所得造紙廢液為原料。首先往廢液中加入濃硫酸50%左右,攪拌4~6h。然後用石灰乳,經沉降,過濾,打漿,酸溶,加碳酸鈉轉化,濃縮,幹燥得産品

3.用草類制漿法所得廢液為原料。方法同2。

技術标準

改性木質素磺酸鈉的質量标準如下:

木質素磺酸鈉含量

45-50%

還原物含量

<8%

水不溶物含量

<1.5%

pH(1%水溶液)

7-9

含水量

<5%

細度

120目

篩餘

≤4%

用途

木質素磺酸鈉(木鈉)是竹子制漿過程提取物,經過濃縮改性反應并噴霧幹燥而成。産品為淺黃色(棕色)自由流動性粉末,易溶于水,化學性質穩定,長期密封儲存不分解。木質素系列産品是一種表面活性劑,可以通過改性、加工、複配等方法生産多個産品,主要用于樹脂、橡膠、染料、農藥、陶瓷、水泥、瀝青、飼料、水處理、水煤漿、混凝土、耐火材料、油田鑽井、複合肥料、冶煉、鑄造、粘合劑。通過實驗證明,木質素磺酸鹽防止沙土化土壤十分有效,還可以做沙漠固定沙劑。主要性能有:

1、混凝土減水劑:系粉狀低引氣性緩凝減水劑,屬于陰離子表面活性物質,對水泥有吸附及分散作用,能改善混凝土各種物理性能。減少用水13%以上,改善砼的和易性,并能大幅度降低水泥水化初期水化熱,可複配成早強劑、緩凝劑、防凍劑、泵送劑等,與萘系高效減水劑複配後制成的液體外加劑基本沒有沉澱産生。

2、水煤漿添加劑:在制備水煤漿過程中加入本産品,能提高高磨機産量、維持制漿系統狀況正常、降低制漿電耗,使水煤漿提高濃度,在氣化過程中,氧耗、煤耗下降,冷煤氣效率提高,并能使水煤漿降低粘度且達到一定的穩定性和流動性。

3、耐火材料及陶瓷坯體增強劑:在大規格牆地磚及耐火磚制造過程中,可以使坯體原料微粒牢固粘結起來,可使幹坯強度提高20%—60%以上。

4、染料工業和農藥加工的填充劑和分散劑:在用作還原染料及分散染料的分散劑和填充劑時,可使染料色力增高,着色更均勻,縮短染料研磨的時間;在農藥加工中可作為填充劑、分散劑和懸浮劑,大大提高可濕性粉劑的懸浮率和潤濕性能。

5、作為粉狀和顆粒狀物料的粘結劑:用于鐵礦粉、鉛鋅礦粉、粉煤、焦碳粉的壓球;鑄鐵、鑄鋼砂型的壓制;泥磚牆地磚等擠壓成型;礦料的成球方面可獲得強度高、穩定性好、潤滑模具等良好效果。

6、在鑽井中用作稀釋分散劑、降粘劑;改進原油輸送中的流動性,降低能耗。在石油産品中,作為潔淨劑、分散劑、高堿性添加劑、防鏽劑、抗靜電劑、乳化降粘劑、消蠟防蠟劑等。

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