運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地用酚胺醛樹脂起始劑的性能研究

張錦錦

(西安培華學(xué)院 體育學(xué)院，陜西 西安 710125)

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器的選擇

采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%的茶多酚混合物，二乙烯三胺、甲醛溶液、氫氧化鉀、體積分?jǐn)?shù)95%乙醇、氫氧化鈉、石油醚、酚酞等試劑(均為分析純)，環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷等物質(zhì)，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

使用FA2104上皿電子天平、精密增力電動(dòng)攪拌器、SHB-3型循環(huán)水多用真空泵、控溫加熱套、顯微鏡、高壓斧以及全自動(dòng)表面張力儀吲等儀器。

1.2 酚胺醛樹脂起始劑的合成步驟

稱取一定量的茶多酚和二乙烯三胺放入到250 mL的圓底燒瓶中，在室溫情況下往燒瓶?jī)?nèi)注入氮?dú)?，并將燒瓶?jī)?nèi)的空氣全部清空，阻止發(fā)生氧化反應(yīng)；對(duì)燒瓶加溫，等到溫度達(dá)到一定程度用玻璃棒繼續(xù)攪拌，直至茶多酚完全溶解，再繼續(xù)攪拌30 min；將燒瓶?jī)?nèi)加入一定量的甲醛溶液，注意滴加甲醛的速度一定要慢一些，以免發(fā)生反應(yīng)不充分情況；之后繼續(xù)慢慢用玻璃棒攪拌，恒溫后反應(yīng)3 h。然后，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾減壓，逐漸對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行加熱升溫，其中持續(xù)用玻璃棒攪拌，蒸發(fā)去除副產(chǎn)物和多余的水；當(dāng)溫度達(dá)到150 ℃時(shí)，保持恒溫狀態(tài)繼續(xù)蒸餾，直至無回流時(shí)停止，最后制成酚胺醛樹脂原始劑。

1.3 甲醛含量測(cè)量

用250 mL碘量瓶稱取酚胺醛樹脂8.000 g，在燒瓶?jī)?nèi)加入乙醇(50 mL)和蒸餾水，兩者之間體積比為7∶3形成混合溶液，等溶液完全溶解之后，加入5 mL的體積分?jǐn)?shù)為0.1%混合指示劑，繼續(xù)搖勻溶液；之后加入10 mL濃度為l mol/L的NaOH溶液，充分溶解之后靜置0.5 h，滴入鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液顏色由綠變成灰青色，并以灰青色為反應(yīng)終點(diǎn)；同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。根據(jù)公式計(jì)算出甲醛含量()：

式中：為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度；為空白實(shí)驗(yàn)消耗鹽酸溶液體積；為滴入試樣消耗鹽酸溶液的體積；為測(cè)量出酚胺醛樹脂試樣質(zhì)量。

1.4 破乳劑性能測(cè)定

取0.1 g破乳劑置于250 mL量筒內(nèi)，加入50 g脫水原油，之后立即給量筒蓋上瓶塞；再放置恒溫水浴鍋中加熱10 min，取出，用手搖勻并搖晃200次。將量筒放回恒溫水浴鍋中靜置，記錄不同時(shí)間脫出水的體積，以及不同情況下的破乳性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 破乳劑紅外光譜分析結(jié)論

酚胺醛樹脂原始劑的破乳劑合成時(shí)，產(chǎn)生相同的分子結(jié)構(gòu)，因此會(huì)產(chǎn)生一種起始劑的紅外光譜表征。如圖1所示，通過起始劑產(chǎn)物的紅外特征分析，能夠判斷出是否發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)出現(xiàn)吸收峰時(shí)，代表著—CH—的反應(yīng)稱伸縮振動(dòng)和對(duì)稱伸縮振動(dòng)2種，因?yàn)楫?dāng)C原子與N相連接時(shí)，CH的伸縮率是不變的，當(dāng)出現(xiàn)第2次吸收峰時(shí)，就證明二乙烯三胺能夠與甲醛完全反應(yīng)。綜上可知，對(duì)酚胺醛樹脂起始劑的合成有了初步判斷，并能夠?qū)⑵浣Y(jié)構(gòu)和理論設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)相一致，實(shí)驗(yàn)有初步的結(jié)構(gòu)分析和預(yù)想結(jié)果。

圖1 起始劑紅外光譜表征Fig.1 Infrared spectrum characterization of initiator

2.2 酚胺醛樹脂原始劑破乳劑的合成條件

原料物質(zhì)的量比(摩爾比)對(duì)酚胺醛樹脂起始劑產(chǎn)率的影響

財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)向管理會(huì)計(jì)轉(zhuǎn)型并不是將財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)的工作職責(zé)全部劃入管理會(huì)計(jì)的工作范疇，財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)和管理會(huì)計(jì)有不同的服務(wù)對(duì)象，因此有著完全不同的報(bào)告內(nèi)容和報(bào)告的側(cè)重點(diǎn)。企業(yè)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行財(cái)務(wù)報(bào)告體系的整理升級(jí)。財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)向管理會(huì)計(jì)轉(zhuǎn)型過程中，應(yīng)將兩個(gè)完全不同的財(cái)務(wù)報(bào)告體系進(jìn)行整理和升級(jí)，使得財(cái)務(wù)報(bào)告體系能夠同時(shí)滿足企業(yè)內(nèi)外部的需求。

當(dāng)反應(yīng)溫度在70 ℃時(shí)，反應(yīng)時(shí)間在2 h以內(nèi)時(shí)，監(jiān)測(cè)反應(yīng)原料的物質(zhì)的量比對(duì)酚胺醛樹脂起始劑的產(chǎn)量和純度的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 監(jiān)測(cè)反應(yīng)原料的物質(zhì)的量比對(duì)酚胺醛樹脂起始劑的產(chǎn)量和純度的影響Fig.2 Monitoring the effect of molar ratio of reaction feedstock on the yield and purity of phenolamine-formaldehyde resin starting agent

由圖2可知，隨著茶多酚與二乙烯三胺、甲醛的物質(zhì)的量比逐漸增大，酚胺醛樹脂的產(chǎn)率是先增加，然后呈逐漸變化不大的趨勢(shì)發(fā)展；但甲醛含量減少，當(dāng)物質(zhì)的量比在1∶4∶6時(shí)，甲醛含量最小，此時(shí)，酚胺醛樹脂的產(chǎn)率達(dá)到95%以上。當(dāng)反應(yīng)原料的物質(zhì)的量比最小時(shí)，反應(yīng)物中的二乙烯三胺的量較少，且反應(yīng)并不充分。當(dāng)二乙烯三胺的含量逐漸增加時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物逐漸增加。當(dāng)反應(yīng)物中甲醛含量增多時(shí)，雖然酚胺醛樹脂的含量增加，但是對(duì)后期處理會(huì)有很大的困難，使產(chǎn)物中剩余的甲醛含量增加。因此，適宜的物質(zhì)的量比為1∶4∶6。

反應(yīng)溫度對(duì)酚胺醛樹脂原始劑的產(chǎn)率影響

通過對(duì)反應(yīng)物的物質(zhì)的量比分析，得到茶多酚與二乙烯三胺、甲醛的物質(zhì)的量比為1∶4∶6，適宜的反應(yīng)時(shí)間為2 h，在此情況下對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行分析，考察對(duì)酚胺醛樹脂的產(chǎn)率和純度的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 反應(yīng)溫度對(duì)酚胺醛樹脂原始劑的產(chǎn)率影響Fig.3 The effect of reaction temperature on the yield of phenolamine formaldehyde resin original agent

由圖3可知，當(dāng)反應(yīng)溫度逐漸升高時(shí)，酚胺醛樹脂的產(chǎn)率變化：增加-減小-不變，而在反應(yīng)產(chǎn)物中甲醛含量逐漸降低；當(dāng)化學(xué)反應(yīng)溫度過高時(shí)，過程中的甲醛容易大量揮發(fā)，導(dǎo)致反應(yīng)不完全，使酚胺醛樹脂原始劑的產(chǎn)率降低。通過對(duì)反應(yīng)過程分析，發(fā)現(xiàn)適宜的反應(yīng)溫度為70 ℃。

反應(yīng)時(shí)間對(duì)酚胺醛樹脂原始劑產(chǎn)率的影響

在反應(yīng)過程中，溫度為70 ℃，茶多酚與甲醛、二乙烯三胺的物質(zhì)的量比為1∶4∶6時(shí)，記錄反應(yīng)時(shí)間對(duì)酚胺醛樹脂原始劑產(chǎn)率的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)酚胺醛樹脂原始劑產(chǎn)率的影響Fig.4 Effect of reaction time on the yield of phenolamine formaldehyde resin original agent

由圖4可知，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為2 h時(shí)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，酚胺醛樹脂原始劑的產(chǎn)率增加；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到2 h后，反應(yīng)原料逐漸減少至反應(yīng)結(jié)束。因此，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過2 h時(shí)，隨著時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，酚胺醛樹脂原始劑的產(chǎn)率和純度基本不變，因此，該反應(yīng)適宜的時(shí)間是2 h。

2.3 破乳劑的破乳性能的影響

酚胺醛樹脂濃度對(duì)破乳效果的影響

破乳實(shí)驗(yàn)中，在溫度達(dá)40 ℃、時(shí)間為120 min時(shí)，對(duì)4種聚醚破乳劑(BPAE、NPAE、CPAE、SP169)的脫水率進(jìn)行分析。在相同的乳化前提下，增加破乳劑濃度，酚胺醛樹脂基原始劑的破乳劑脫水率高于醇類原始劑的破乳劑。破乳劑濃度的高低和破乳劑產(chǎn)生的效果不成正比，當(dāng)對(duì)破乳劑濃度增加時(shí)，則在量筒中會(huì)形成一種膠束，說明化學(xué)反應(yīng)不充分，破乳效果不夠理想。破乳劑濃度需要把握在臨界膠束濃度時(shí)達(dá)到最好的破乳效果，在破乳劑濃度為25 mg/L時(shí)，脫水率達(dá)到最高值，此4種破乳劑脫水率依次分別為86%、81%、68.5%、50%。

破乳溫度對(duì)破乳效果影響

在乳化實(shí)驗(yàn)中，破乳劑質(zhì)量濃度為25 mg/L、時(shí)間為2 h的條件下，分析了4種聚醚破乳劑對(duì)含水原油脫水率的影響。加熱反應(yīng)溫度分別為25、30、35、40和45 ℃，結(jié)果顯示：當(dāng)反應(yīng)溫度逐漸升高時(shí)，破乳劑分子運(yùn)動(dòng)逐漸加快，當(dāng)出現(xiàn)水油界面清晰時(shí)，反應(yīng)速度越來越快，破乳效果越來越強(qiáng)。但當(dāng)反應(yīng)溫度加熱到一定程度不變時(shí)，BPAE在溫度為40 ℃時(shí)破乳劑脫水率達(dá)到了最高，并且逐漸升高溫度，破乳劑的脫水率并不完全發(fā)生變化；而其他3種破乳劑在此溫度下，脫水率基本沒有發(fā)生變化。

破乳時(shí)間對(duì)破乳的影響

在保持其他乳化條件不變時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，脫水率逐漸增高。隨破乳時(shí)間延長(zhǎng)，出現(xiàn)了破乳分子與乳狀溶液完全溶解，并且水分子能夠迅速脫出；當(dāng)破乳時(shí)間達(dá)到2 h時(shí)，酚胺醛樹脂起始劑的破乳劑脫水率基本上處于水平狀態(tài)，而破乳劑SP169在90 min時(shí)，破乳率就呈現(xiàn)出不變狀態(tài)，因此低于其他3種破乳劑。由此可見，在破乳劑質(zhì)量濃度為25 mg/L、破乳溫度為40 ℃、時(shí)間為2 h的條件下，4種破乳劑發(fā)生不同的反應(yīng)效果，胺基對(duì)于酚醛樹脂原始劑破乳劑脫水效果呈現(xiàn)出油水面整齊，且產(chǎn)物不掛杯壁，脫出的水顏色澄清。而SP169脫出水呈現(xiàn)水油界面整齊，但產(chǎn)物稍微掛壁；BPAE破乳劑的脫水含油率最低的，而SPl69的脫水含油率最高的。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)本文使用茶多酚與甲醛和二乙烯三胺作為實(shí)驗(yàn)原料，反應(yīng)物質(zhì)的量比為1∶4∶6，反應(yīng)溫度為70 ℃，充分反應(yīng)2 h后，合成酚胺醛樹脂起始劑，并對(duì)產(chǎn)物的溶解性進(jìn)行分析，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，找到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地適合的酚胺醛樹脂起始劑；

(2)對(duì)酚胺樹脂起始劑的破乳劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，SP169型破乳劑的脫水性能最好，產(chǎn)生的效果最佳，破乳性能效果好，并且運(yùn)用到運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地時(shí)，完全沒有粘黏的感覺，使運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地安全、無毒；

(3)經(jīng)破乳性實(shí)驗(yàn)，適宜的破乳環(huán)境是破乳劑質(zhì)量濃度為25 mg/L、破乳溫度為40 ℃、破乳時(shí)間為120 min；在這樣的條件下，破乳劑脫水率可達(dá)95%以上。