水溶性纤维素醚的合成与应用：吸附量测定成果

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：从图4.15中可见，在较低掺量下，水泥颗粒对减水剂的吸附量均随减水剂浓度的增加而增加。SMHE的分子结构如图4.16所示，既有支链树枝状分子，也有直链分子，因此吸附形态与SNF相差较大。三种SBC的吸附量均随其浓度增加而增加，当平衡浓度达到一定程度增加趋势变缓。SBC8的极限吸附量约为4.66mg/g,SBC6的极限吸附量约为5.33mg/g,SBC7的极限吸附量约为5.49mg/g。图4.18SBC的等温吸附图4.19SBC极限吸附量计算

一般认为，减水剂发挥分散作用的基础是水泥颗粒表面对减水剂的吸附。减水剂的吸附改变了水泥分散体系固—液界面的性质（电荷分布、空间位阻等），使水泥颗粒之间的作用力发生变化，从而影响固体颗粒在液体中的分散性质。减水剂在颗粒表面的吸附量、吸附层厚度、吸附类型等对颗粒的分散作用及分散稳定性都有重要的影响。减水剂分子结构不同，吸附特性也不相同。研究不同减水剂的吸附特性，有助于深入了解减水剂作用机理，明确减水剂结构与性能的相互关系，为高性能减水剂的开发与应用提供正确的指导。

对稀溶液而言，固—液分散体系中固体粒子对溶质的吸附等温线大体分为S、L、H、C四大类，L型被认为是单分层吸附。作为水泥分散剂的高效减水剂大多是高分子表面活性剂，它们在水泥颗粒表面吸附呈现朗格缪尔（Langmuir）型。朗格缪尔型吸附等温线可以用朗格缪尔方程来描述。

其直线式为：

式中：Γ为吸附量（mg/g）；Γ∞为极限吸附量（mg/g）；c为平衡浓度（g/L）；k为常数，与吸附热有关。

可根据直线式，用c/Γ—c作图可得到一直线，求出直线的截距和斜率，可以得到极限吸附量Γ∞和常数K的具体数值。本文采用COD法测定减水剂在水泥颗粒的吸附量，在吸附平衡条件下计算饱和吸附量。

图4.15是P.Ⅱ52.5R水泥对SNF与SMHE的等温吸附曲线。从图4.15中可见，在较低掺量下，水泥颗粒对减水剂的吸附量均随减水剂浓度的增加而增加。但是当减水剂份数增加到一定程度（SNF浓度为10g/L），吸附量不再随减水剂浓度增加而明显增加，此时减水剂达到吸附平衡。水泥颗粒对两种减水剂吸附量的差异比较明显，相近掺量下，SMHE的吸附量明显大于SNF的吸附量，这种情况的出现与SMHE和SNF的分子结构差异有关。SMHE的分子结构如图4.16所示，既有支链树枝状分子，也有直链分子，因此吸附形态与SNF相差较大。有研究表明，SNF分子是“平躺”吸附状态，而淀粉衍生物可能是立体吸附。

图4.15　SNF和SMHE的等温吸附(https://www.chuimin.cn)

图4.16　SMHE的分子结构

图4.17　SMHE和SNF极限吸附量的计算

图4.17是SMHE和SNF等温吸附的直线式，经过线性回归可计算出SNF的极限吸附量为11.23mg/g,SMHE的极限吸附量是9.73mg/g。

图4.18是SBC在水泥颗粒上的等温吸附。由图可见，SBC在水泥颗粒上的吸附是Langmuir型吸附。三种SBC的吸附量均随其浓度增加而增加，当平衡浓度达到一定程度增加趋势变缓。图4.19是SBC等温吸附的直线式，同样经过将c/Γ—c线性回归处理，可计算出不同结构参数的SBC的极限吸附量。SBC8的极限吸附量约为4.66mg/g,SBC6的极限吸附量约为5.33mg/g,SBC7的极限吸附量约为5.49mg/g。

图4.18　SBC的等温吸附

图4.19　SBC极限吸附量计算

水溶性纤维素醚的合成与应用：吸附量测定成果

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