谷氨酸封端聚醚阻垢劑的合成及性能研究.pdf

1、水是人類的生命之源，是國民經(jīng)濟(jì)的命脈。我國水資源總量豐富但人均占有量少，水資源匱乏一直是我國的一大難題。水資源消耗中，石化、化肥、電力等行業(yè)中的工業(yè)冷卻水所占的比例較大。為了節(jié)約水資源和減少污染，工業(yè)冷卻水不斷提高濃縮倍數(shù)，但這卻加快了一些難溶鹽的沉淀趨勢，使結(jié)垢問題日益嚴(yán)重。水處理領(lǐng)域普遍采用化學(xué)處理的方法來解決這一問題，即通過添加阻垢劑防止結(jié)垢。
　　本論文在研究國內(nèi)外前沿綠色阻垢劑相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以開發(fā)新型聚醚類綠色阻垢劑

2、為目的，制備了一種谷氨酸封端無磷環(huán)保型聚醚阻垢劑——丙烯酸/烯丙基聚氧乙烯谷氨酸鹽共聚物阻垢劑(AA/APEU)。通過紅外和核磁表征驗證了AA/APEU的制備，同時模擬工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)和海水水質(zhì)測試了AA/APEU的阻垢性能和分散性能，最后，通過對添加AA/APEU產(chǎn)生的鈣垢進(jìn)行表征分析，探討了AA/APEU的阻垢機(jī)理。
　　通過谷氨酸對烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)進(jìn)行羧基封端酯化，合成了烯丙基聚氧乙烯醚谷氨酸鹽(APEU)，然后以

3、過硫酸銨為引發(fā)劑，在水相體系中以APEU與丙烯酸(AA)共聚制備無磷谷氨酸封端聚醚阻垢劑AA/APEU。通過紅外(FT-IR)和核磁氫譜(1H-NMR)分析證明谷氨酸對APEG成功封端，同時AA/APEU共聚物結(jié)構(gòu)證實。熱重分析(TGA)表明聚醚大分子單體APEU和共聚物AA/APEU具有較好的熱穩(wěn)定性。
　　同時，分別研究了循環(huán)冷卻水水質(zhì)和海水水質(zhì)中AA/APEU阻碳酸鈣、硫酸鈣垢以及分散氧化鐵的性能，研究表明:在循環(huán)冷卻水水質(zhì)

4、中，AA/APEU阻碳酸鈣垢的臨界值為10mg·L-1，此時能達(dá)到76.8％的碳酸鈣阻垢率，阻硫酸鈣垢的臨界值為投加量為2mg·L-1，能達(dá)到近100％的硫酸鈣阻垢率;投加量為4 mg·L-1時能使氧化鐵溶液達(dá)到最低為16.8％的透光率，而在海水濃縮法實驗中，AA/APEU的投加量為5mg·L-1時達(dá)到臨界值，此時鈣垢阻垢率為77.7％，并且隨濃縮倍數(shù)的提高略有提升。AA/APEU與市售阻垢劑的性能對比研究說明AA/APEU是一種優(yōu)異的

5、阻垢分散劑，能適用于冷卻水系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)。
　　對有無AA/APEU添加產(chǎn)生的碳酸鈣和硫酸鈣垢的表面形貌和晶體變化進(jìn)行了SEM、XRD研究，結(jié)果表明:AA/APEU的加入改變了鈣垢的形貌和大小，使規(guī)整光滑的鈣垢表面變得粗糙，進(jìn)而使質(zhì)地密實堅硬的水垢變得疏離松軟，易于被水流沖走。AA/APEU的阻垢可能是通過晶格畸變和螯合分散兩種機(jī)理來實現(xiàn)，在鈣垢的成核階段，AA/APEU主要通過晶格畸變作用使鈣垢的晶核無法正常生長，而在晶體生