目前,国内外对硝铵盐固体颗粒的包覆方法主要有物理涂覆、化学包覆、胶囊化包覆。
物理涂覆是采用石蜡、矿物油等涂覆在颗粒表面上,形成一层疏水膜以降低表面吸湿性的方法。
目前物理涂覆水平最高的是Damse R S的研究。2004年,Damse R S[8]为了改善硝酸铵的吸湿性,采用矿物油涂覆硝酸铵颗粒,当包覆剂用量为1%,在温度20℃,相对湿度65%,吸湿时间为96h条件下,包覆颗粒的吸湿率由35.00%降至7.00%,降幅为80.00%。该文没有涉及到颗粒的目数,所用吸湿率测试条件不苛刻,在所用的吸湿率测试条件下吸湿率降幅较大。
其次是胡坤伦的研究。2006年,胡坤伦等[9]为了降低硝酸铵的吸湿性和结块性,利用十八烷烃、松香和蜡等混合物制成的涂覆剂对硝酸铵进行包覆处理,当涂覆剂含量为10%~12%,在温度25℃, 相对湿度90%,吸湿时间8h条件下,包覆颗粒的吸湿率由6.25%降至2.17%,降幅为65.28%。21397
物理涂覆的优点是工艺简单、方便易行;缺点是用量大,涂层厚度不易控制,并且低极性的涂覆层与高极性的颗粒表面之间存在较大的界面张力,涂覆材料不易吸附在颗粒表面。
化学包覆包括有机极性分子改性、表面活性剂改性、偶联剂表面改性。论文网
2011年,张旭东等[10]为改善相稳定硝酸铵的吸湿性和表面极性,采用乙二胺、二乙胺和三乙胺,分别代表伯、仲和叔胺化合物,与相稳定硝酸铵颗粒表面反应,制备反应型包覆相稳定硝酸铵。结果表明:二乙胺反应型包覆的相稳定硝酸铵吸湿性和表面极性改善效果最好,相对湿度为75.3%和92.5%两种环境下,8h吸湿率分别下降了60.5%和63.6%,表面自由能极性分量下降了约91%,非极性分量增加了约145%。该方法吸湿时间短,吸湿率降幅较大。
2004年,张杰等[11]采用喷雾干燥技术,用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、表面活性剂AN-NH ,硅烷偶联剂AN-Si包覆改性硝酸铵,并用扫描电子显微镜、接触角测定和吸湿性测定表征表面结构和性质,结果表明:表面活性剂能够显著减小AN颗粒表面极性 ,降低其吸湿性。
2009年,张旭东等[12]采用硅烷偶联剂KH792表面包覆相稳定硝酸铵。结果表明:改性相稳定硝酸铵表面包覆形貌变化很大,包覆膜较完整,吸湿性降低约15%。
微胶囊化包覆包括相分离法、沉淀聚合法。
相分离法是一种既简单又易于操作的微胶囊包覆方法。具体工艺是将硝铵盐固体颗粒放入溶解了聚合物的溶剂中,在一定的温度条件下搅拌,通过降低温度或加入聚合物的非溶剂或沉淀剂的方法使溶液中的聚合物在颗粒表面上沉积形成微胶囊。
2001年,殷永霞等[13]采用聚苯乙烯相分离包覆60~80目硝酸铵颗粒,当包覆层质量分数为4.49%,在温度30℃、相对湿度90%,吸湿时间为8h条件下,包覆颗粒的吸湿率由7.75%降至5.44%,降幅29.79%。
沉淀聚合法是单体、引发剂加入到有机溶剂中,并在一定的温度下引发聚合,聚合反应完成后向溶剂中加入聚合物的非溶剂,使聚合物沉积在颗粒表面形成不溶于溶液的聚合物微胶囊的方法。
2008年张建忠等[14]以三氯甲烷为溶剂,过氧化二苯甲酰为引发剂,环己烷为沉淀剂,采用苯乙烯沉淀聚合法对硝酸铵进行包覆改性。结果表明:随着苯乙烯浓度的增大和聚合温度的升高,包覆后硝酸铵的吸湿性先减小后增加,当聚合温度为60℃、聚合时间为4h,苯乙烯用量为聚合体系总质量的4%时,包覆后的硝酸铵的吸湿率最小,比包覆前降低了88.8%。该文献考察了苯乙烯浓度,反应温度等对包覆效果的影响。但其吸湿条件不苛刻,参考意义不大。
2004年岳金文等[15]以环己烷为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用丙烯腈单体沉淀聚合反应对硝酸铵进行包覆改性。结果表明:当单体浓度为10%,反应温度为60℃,反应时间为10h时,聚丙烯腈在硝酸铵表面形成了完整、均匀的聚合物膜,包覆后硝酸铵的表面能和结块性降低,吸湿率下降45%左右。2003年岳金文[2]以石油醚为反应介质,偶氮二异丁腈为引发剂,采用甲基丙烯酸甲酯沉淀聚合包覆硝酸铵,结果表明:当单体浓度为8%,引发剂浓度为0.5%,60℃下反应8小时,硝酸铵的吸湿率降低了22%左右;以偶氮二异丁腈为引发剂,环己烷为反应介质,采用丙烯腈单体沉淀聚合包覆硝酸铵,结果表明:当单体浓度为1%,反应温度60℃,反应时间8h时,硝酸铵的吸湿率下降37%左右。
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