1－乳液

聚丙烯酰胺等有机高分子聚合物是高分子量、水溶性聚合物，主要用途是做絮凝剂。与水混合后，它们缓慢地溶解，形成粘稠溶液，此过程需60 - 120分钟。为了提高溶解速度，可以把聚合物研磨成大于750微米的颗粒。颗粒尺寸小于750微米时，遇水就容易结团，形成所谓“鱼眼”。要快速溶解又不产生“鱼眼”，可以采用乳液型的聚合物。

生产乳液聚聚合物的工艺过程如下：

* 配制单体水溶液,

* 在稳定剂帮助下，用单体溶液制备油包水型乳液（内相颗粒约1微米），

* 用催化剂使乳液发生聚合反应

这种乳液与水混合不会分散和溶解，因此有必要：

* 加一种亲水性表面活性剂到水中，使乳液反相，即表面活性剂使油相成为 分散相，聚合物得以迅速溶解。

或者：

* 在乳液生产初期就加上述表面活性剂，使乳液成为“自动反相”乳液。

两种情况达到的效果是一样的。

广州科鸣只生产“自动反相”乳液。但在下述情况，有必要向水中加一些表面活性剂。

2－反相乳液在水中的浓度

为了使乳液正常反相，表面活性剂必须达到其最低有效浓度。

在标准硬度的水中，从测定得知聚合物在水中有效浓度在5克/升时才能发生正常的反相。

通常乳液中含25％到46％有效聚合物，而最佳稀释倍数为50至100倍。因此当稀释倍数超过100，表面活性剂浓度不够，部分乳液不能溶于水，而当稀释倍数小于50，乳液的粘度太高。

3－反相过程中的剪切

为了达到良好的反相，每个聚合物颗粒在水中都必须分散开，不然这些颗粒就会结团。 为保证有效的分散，在乳液与水相遇处必须采用高速剪切混合。

在对溶解时间有要求时，可采用设备来帮助分散与溶解：

* 文丘里喷管

* 溶解罐装有双速搅拌器，加乳液时用高转速,加完后用低转速

* 高剪切的静态混合器

* 高压泵 (3 - 7巴)，将吸入与排出口用一回路连起来，回路上装有节流阀

* Ultra - Turrax 混合器

* 排出口装一阀门，用1 - 2 巴的固定压力排出

如果乳液得到有效的分散,不需要进一步搅拌以达到溶解，但必须有15分钟的接触时间。如果操作中反相得不彻底，贮罐内就必须有一个搅拌器，搅拌3 - 15分钟。

4－影响溶解的因素

水质对反相有严重影响。

硬水：硬度为30 - 40 时分散效果差，超过50时分散很困难。钙降低了表面活性剂效果。海水和30克/升的盐水已达到可接受的极限。

在这种情况下，可以这样做：

* 按照使用的水质情况进行试验,确定表面活性剂的浓度，在生产乳液时按照 这一浓度进行调整。

* 在溶解水中加少量表面活性剂，通常为NP 10或NP 20（含10/20环氧乙 烷基团的壬基酚），或者一些可替代品，如Teepol （磺化琥珀酸二辛酯），

浓度为乳液本身的2％ - 10%。

对于阳离子型乳液，必须选非离子型表面活性剂，以免与聚合物发生沉淀。

5－贮存条件及湿度

乳液从本质上讲是不稳定的。作为连续相的油比重为0.85，而分散相的水比重超过1.05。经过一段较长时间，水就会下沉到桶底去。

在平均温度为20℃时，经过6个月，下沉的水相会有一些团块，这些团块很容易用机械或气体搅拌再分散开。

在35℃的较高温度下，下沉作用加快，团块较难再分散，这时保存期缩短为3个月。

乳液如果冻结也会有类似现象。在－10℃以上乳液仍是可流动的，低于此温度乳液中油相粘度变得很高，乳液就不能流动。

乳液在冻结状态下：

* 沉降层的再分散困难

* 较难在水中溶解。而且，经过冻结－熔化的乳液，需要在溶解水中多加一些表面活性剂， 以达到良好的溶解，但聚合物的效能不受影响。

6－贮存与溶解乳液的设备

6.1 相容性

乳液中载体油是脂肪烃，含芳香烃低于0.1%。与塑料，橡胶及金属的相容性如下：

要避免使用铜、铸铁及镀锌铁。聚乙烯可以用在乳液运输中，但油会溶入低密度聚乙烯中，降低桶的强度。

6.2－乳液贮存

贮存乳液的罐通常是不锈钢（304），玻璃钢或高密度聚乙烯。

为了防止分层，可以：

* 从罐底吹入氮气，每二天吹氮气10分钟。

* 每天用低速搅拌10分钟。

* 用机械泵循环。

这些方法带来高剪切作用，会降低乳液的稳定性。贮罐必须是立式的，底部做成锥形以有利于再分散。它还应带一个用于检查的盖子，以便每年用高压水冲洗一次罐内。

6.3－泵与过滤器

混合得不好的乳液可能含有一些团块，会堵塞过滤器与泵。这些团块是水溶性的，可以泵到溶解罐中去。但用于造纸是例外。

泵型：

* 用不锈钢、镀镍的铁或聚乙烯制成的齿轮泵。也可以用钢制成的泵，每一年或二年换一次。

* 泵的密封件必须与上述相容性表相符合。

* 用腈类物质做定子的单级泵 (德国Netzsch制的水泵)。

* 专用于粘稠液体的电磁泵，并装有大直径吸入管。

* 活塞泵与膜片泵对乳液不是很有效，特别是排量较低时。这时，可以在乳 液贮罐与泵之间装一过滤器，合理选择滤孔大小以避免频繁冲洗。滤孔在300－500微米是合适的。

6.4－最终产物的过滤与贮存

溶解的乳液用于造纸时，它通常要用50微米过滤器过滤。溶解的乳液可以贮存在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃钢、不锈钢或有内涂层的普通钢里。应避免使用铁或镀锌铁。所有管道应该用塑料、铜或不锈钢做。

由油引起的问题：

* 稀释的乳液贮存较长时间会使油分离出来，泵打时会出现问题，尤其在造 纸中。

* 某些柔性泵可能会选择性地吸油（如Jabsco泵的定子不合适时）。

7－实验室用乳液做实验

称取少量乳液是很困难的。通常都用针管吸取。乳液比重在1.02到1.05之间。由于塑料的相容性问题，要用玻璃针管。针管用过后，要用酒精或热水冲洗。

对于粉状聚合物，浓度高的水溶液稳定性也高，最好有效浓度在5克/ 升。此溶液在使用前要进行稀释。

5克/升溶液的稳定性

稳定性

阴离子 约15天

阳离子 约15天

EM7－EM8 3－4天

EM5－EM4 1天

8－粉末与乳液的差别

粉末与乳液的基本化学组成是一样的，但在不同的应用中它们会有不同的效率。

一般说：

* 阳离子乳液的分子量比粉末要高,因而污泥脱水的效果要好,

* 含在乳液中的表面活性剂有助于含油和脂肪的污泥脱水效果,但由于会起泡而有再次分散的不良作用。

* 乳液聚合时水解反应较低，因此其阳离子度略高于粉末。

9－对人体健康与安全的影响情况

含在乳液中的聚合物的毒性与粉末一样，都是很低的。

工业化乳液的游离单体含量在1000ppm（0.1%）左右。

特殊应用中，可以使产物中的游离单体降到500 PPM（0.5%）以下。

油是去除芳烃的脂肪烃。油单独的闪点在105℃以上，乳液的闪点超过100℃，但发生沉降后闪点降为100℃。

表面活性剂的毒性非常低，它是山梨糖醇与聚氧乙烯化的壬基酚生成的脂。

阳离子乳液会剌激眼睛。

溅在地上的乳液应该用木屑吸收，并将木屑焚烧。留在地上的应当用高压水冲洗。