[科普中國(guó)]-增稠

增稠是使懸浮于液體中的固體粒子變?yōu)闈獬淼臄n漿而從液體中分離出來(lái)的操作即稱(chēng)為增稠，也稱(chēng)為沉淀濃縮或沉降濃縮。涂料在貯存過(guò)程中，通常由于稀釋劑的損失或某些反應(yīng)而引起的稠度增高現(xiàn)象。常見(jiàn)原因是含有堿性物質(zhì)（如氧化鋅）遇脂肪酸成皂所致的增稠敏感性較強(qiáng)。

重力增稠傳統(tǒng)的重力增稠是在底部呈圓錐狀的圓形容器中進(jìn)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(jiǎn)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）是一種用于液體懸浮膠狀混合物的液/固分離方法。DAF主要用于含懸浮固體的廢水澄清。DAF廣泛用于從食品加工廢水中回收有價(jià)值的固體物質(zhì)，尤其是肉制品加工業(yè)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(guò)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(jìn)取決于廢料的類(lèi)型，可能需要在處理前添加一些化學(xué)絮凝劑或凝結(jié)劑（例如，聚合電解質(zhì)）。一般來(lái)說(shuō)，DAF系統(tǒng)由1個(gè)絮凝槽、1個(gè)浮選罐和1個(gè)壓力容器組成。它的操作可以是連續(xù)化的，也可以是間歇式的?？梢愿鶕?jù)廢水懸浮物的特性和場(chǎng)地的長(zhǎng)寬大小要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造。

同樣，電浮選利用水電解產(chǎn)生氣泡除去懸浮物。為此，電極安裝在存放廢水的容器底部。

當(dāng)電流經(jīng)過(guò)電極時(shí)，水被電解產(chǎn)生氫氣和氧氣。在氣泡上升至廢水表面的過(guò)程中，將懸浮顆粒一起帶上來(lái)，到達(dá)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(shè)備的設(shè)計(jì)和操作都很簡(jiǎn)單。1

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(shù)脂吸水后體積可迅速膨脹至原來(lái)的幾百倍到幾千倍，因此增稠效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述增稠劑。例如，用0.4%（質(zhì)量比）的高吸水性樹(shù)脂，能使水的黏度增大約l萬(wàn)倍，而用普通的增稠劑，加入0.4%，水的黏度幾乎不變。要達(dá)到這么高的黏度通常需要加人2%以上才行。

高吸水性樹(shù)脂的增稠作用在體系的pH值為5~10時(shí)表現(xiàn)得尤為突出。例如，含淀粉類(lèi)高吸水性樹(shù)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(jīng)高吸水性樹(shù)脂增稠的體系，通常表現(xiàn)出明顯的觸變性。即體系的黏度在受到剪切力后隨時(shí)間迅速下降，而剪切停止后，黏度又可恢復(fù)。

高吸水性樹(shù)脂的這種增稠特性，可用于油田鉆井、水溶性涂料、紡織品印染、食品工業(yè)和化妝品中作為增稠劑，具有十分遠(yuǎn)大的前景。2

增稠的影響因素影響增稠的因素大致分成兩類(lèi)：化學(xué)的和物理的。這并不意味著二者之間無(wú)關(guān)系，在很多場(chǎng)合存在著一定的協(xié)同作用，然而主要的增稠作用在性質(zhì)上是化學(xué)的增稠作用。

物理因素：物料混合中所達(dá)到的剪切程度、溫度、時(shí)間、填料和增稠劑的表面積等。

化學(xué)因素：樹(shù)脂的化學(xué)組成、增稠劑的化學(xué)特性、添加劑、雜質(zhì)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(huì)對(duì)乙烯基樹(shù)脂的增稠效應(yīng)產(chǎn)生明顯的影響，見(jiàn)下圖。

樹(shù)脂的化學(xué)組成1、聚合物的羧基官能度

按不飽和聚酯樹(shù)脂增稠機(jī)理，聚合物的羧基是活性基團(tuán)，能參與增稠反應(yīng)。增稠速率與酸值成正比。酸值為0，60h后黏度沒(méi)有增加。當(dāng)樹(shù)脂分子量相同時(shí)，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(lèi)樹(shù)脂的羥值指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂的增稠效應(yīng)隨羥值增高而下降，樹(shù)脂中的羥基對(duì)增稠過(guò)程起阻滯作用。為了驗(yàn)證這一設(shè)想，可在增稠效果較好的198樹(shù)脂中添加少量1，2-丙二醇，使其羥值上升。實(shí)驗(yàn)證明，樹(shù)脂中游離丙二醇的羥基確實(shí)對(duì)增稠過(guò)程有阻滯作用，改性198樹(shù)脂的增稠效果明顯下降。

水分對(duì)增稠過(guò)程的影響水分對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂增稠過(guò)程有很大影響，起始階段有促進(jìn)作用，后期則有阻滯作用，所以每個(gè)配比系統(tǒng)中都要嚴(yán)格控制含水量，通常做法是樹(shù)脂中含水量一定要低，≤0.05%，當(dāng)所有組分混合后，再根據(jù)總含水量的要求添加適量的水。

溫度影響溫度是影響樹(shù)脂增稠的最重要因素，較高溫度可降低SMC生產(chǎn)前期樹(shù)脂糊黏度而利于輸送及玻璃纖維浸漬，又能加快浸漬后樹(shù)脂糊黏度的上升，并達(dá)到更高的增稠水平，在SMC制備后，往往要將其送入加溫熟化室中加速稠化，以縮短啟用期。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

蒲富永 - 教授 - 西南大學(xué)