改性膠原蛋白的阻垢性能及作用機(jī)理研究.pdf

1、本文以皮革工業(yè)廢棄物鉻鞣革屑水解蛋白為原料，通過選取羧基化乙撐胺(EACs)系列和羧基化三聚氰胺(MACs)系列化合物其進(jìn)行羧基化改性，使膠原蛋白側(cè)鏈上富含羧基，通過靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，羧基化改性膠原蛋白后，膠原蛋白的阻垢性能明顯上升。
　　 羧基化乙撐胺(EACs)的合成:首先采用一氯乙酸鈉鹽對(duì)系列乙撐胺化合物進(jìn)行羧基化改性。實(shí)驗(yàn)條件為分別先將一氯乙酸鈉鹽與二乙撐三胺、三乙撐四胺、四乙撐五胺摩爾比按4∶1、5∶1、6∶1混合，攪

2、拌均勻后緩慢加入100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的NaOH溶液(1mol)，體系升溫至50℃保溫反應(yīng)2h，再于100℃保溫回流4h，降至室溫，然后將得到的系列產(chǎn)物加入等摩爾的質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的乙二醛溶液，在60℃條件下反應(yīng)4h，分別得到羧基化乙撐胺EACs1、EACs2、EACs3。
　　 羧基化三聚氰胺(MACs)的合成:首先采用乙醛酸鈉鹽對(duì)三聚氰胺進(jìn)行羧基化改性?？刂埔胰┧徕c鹽與三聚氰胺摩爾比分別為2∶1、3∶1、4∶1、5∶1。70℃

3、恒溫反應(yīng)1.5h后，反正體系溫度降至40-50℃，現(xiàn)按乙二醛與三聚氰胺摩爾比分別為4∶1、3∶1、2∶1、1∶1加入乙二醛水溶液，升溫至50℃反應(yīng)1.5h，分別得到羧基化三聚氰胺MACs1、MACs2MACs3、MACs4。
　　 EACs改性膠原蛋白(EACsP)和MACs改性膠原蛋白(MACsP)的合成:分別定量的EACs水溶液、MACs水溶液與膠原蛋白混合，調(diào)反應(yīng)體系pH7.5-8，再升溫至70℃恒溫反應(yīng)4h，濃縮得黃色粘

4、稠液體，調(diào)固含量為70％，得EACsP與MACsP。
　　 采用靜態(tài)阻垢法分別對(duì)系列EACsP、MACsP進(jìn)行阻垢測(cè)試，分別考察了EACsP、MACsP對(duì)碳酸鈣垢、磷酸鈣垢、硫酸鈣垢的效率，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):
　　 （一）EACs改性后的膠原蛋白阻碳酸鈣垢性能與改性劑EACs結(jié)構(gòu)有關(guān)，其大小關(guān)系為EACs3＞EACs2＞EACs1，在實(shí)驗(yàn)條件為實(shí)驗(yàn)溫度為80℃，藥劑濃度為15mg/L時(shí)，pH為6～6.5，Ca2+濃度為250mg

5、/L時(shí)，其阻垢率分別為78％、65％和50％，而未改性膠原蛋白僅為35％;然后以EACs3改性的膠原蛋白為阻垢劑考察阻垢劑用量及溫度對(duì)阻垢性能的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高，阻垢率越低，隨著EACs3改性膠原蛋白用量的遞增，其阻垢效果越好，當(dāng)阻垢劑用量為15mg/L時(shí)，在任意溫度下，阻垢率達(dá)到最大，隨著用量的進(jìn)一步增加，阻垢率呈下降的趨勢(shì)，但下降幅度不明顯;隨著體系pH的增大，EACsP的阻垢率變小。
　　 （二）EACs改性后的

6、膠原蛋白阻磷酸鈣垢和硫酸鈣垢性能與EACs結(jié)構(gòu)關(guān)系為EACs3＞EACs2＞EACs1;當(dāng)EACsP的濃度為30mg/L時(shí)，阻磷酸鈣垢率分別為70％、55％、45％;當(dāng)EACsP的濃度為16mg/L時(shí)，阻硫酸鈣垢率分別為75％、61％、51％。
　　 （三）MACs改性后的膠原蛋白阻碳酸鈣垢性能與MACs結(jié)構(gòu)的關(guān)系為MACs3＞MACs4＞MACs2＞MACs1，在實(shí)驗(yàn)溫度為60℃，藥劑濃度為35mg/L時(shí)，pH為6～6.5，C

7、a2+濃度為250mg/L時(shí)，阻垢率分別為93％、89％、78％和61％;使用MACs3改性的膠原蛋白做阻垢藥劑，在水樣pH值6～6.5和Ca2+濃度250mg/L條件下，當(dāng)藥劑用量為35mg/L時(shí)，阻垢率最大可達(dá)93％;pH越高，MACsP的阻垢效果越低;隨著Ca2+濃度的增加，MACsP的阻碳酸鈣垢效果也呈降低趨勢(shì)。
　　 (四)MACs改性后的膠原蛋白阻磷酸鈣垢性能性能與MACs結(jié)構(gòu)的關(guān)系為MACs4＞MACs2＞MACs