天然高分子改性共聚物阻垢劑的制備及阻垢性能研究.pdf

1、近年來，無磷共聚物的研究引起了工業(yè)和學術領域的高度重視。在全球生態(tài)和環(huán)境惡化的壓力下，人們提出了“綠色化學”的概念，綠色阻垢劑成為水處理技術的焦點。
　　 結垢現(xiàn)象是許多工業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的嚴重問題，包括石油或天然氣行業(yè)、水運輸和發(fā)電行業(yè)等。本文制備了一系列改性的共聚物阻垢劑，研究了其阻垢性能和分散氧化鐵性能。
　　 （一）殼聚糖改性的無磷共聚物阻垢劑的制備及性能研究
　　 本文采用自由基聚合方法，以殼聚糖(CT

2、S)為改性劑，以馬來酸酐(MA)、對苯乙烯磺酸鈉(SSS)和丙烯酰胺（AM）為單體，醋酸為溶劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，制備了殼聚糖-馬來酸酐-對苯乙烯磺酸鈉-丙烯酰胺(CTS-MA-SSS-AM)改性的共聚物阻垢劑?？疾炝藛误w配比（質量比)、引發(fā)劑用量、反應溫度等因素對共聚物阻碳酸鈣垢和磷酸鈣垢效果的影響。利用靜態(tài)阻垢法，確定了最佳合成條件。采用紅外光譜法、紫外光譜法對共聚物的結構進行了表征，并使用烏氏粘度法測定了特性粘數(shù)和共聚物的分子量。

3、利用靜態(tài)阻垢試驗和孔雀綠分光光度法，分別評定了共聚物對CaCO3和Ca3(PO4)2的阻垢效果，結果表明，在Ca2+濃度為0.006mol·l-1、HCO3濃度為0.0045mol·L-1、共聚物濃度為0.20g·L-1、水樣溫度為70℃、水浴10h時，聚合物對CaCO3的阻垢率可達95.62％，對Ca3(PO4)2的阻垢率可達77.27％，表明該阻垢劑可適用于高溫、高硬度的循環(huán)冷卻水。
　　 （二）氧化淀粉改性的無磷共聚物的制

4、備及性能研究采用氧化淀粉(OS)為改性劑，以馬來酸酐(MA)和對苯乙烯磺酸鈉(SSS)為單體，水為溶劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，采用自由基聚合方法，制備了氧化淀粉-對苯乙烯磺酸鈉-馬來酸酐(OS-SSS-MA)共聚物水處理劑。考察了單體配比（質量比）、引發(fā)劑用量、反應溫度等因素對阻碳酸鈣垢及分散氧化鐵效果的影響，結果表明，當OS∶SSS∶MA=1∶3∶1(質量比)、引發(fā)劑占總單體總質量的8％、反應時間為4h、反應溫度為70℃時，制備的共聚物阻

5、垢劑阻碳酸鈣效果最佳;而當引發(fā)劑占總單體總質量的10％、反應時間為4h、反應溫度為60℃時，共聚物阻垢劑分散氧化鐵效果最佳。采用紅外光譜法、紫外光譜法和熱重對聚合物的結構和熱穩(wěn)定性進行了表征。利用靜態(tài)阻垢法，研究了聚合物對碳酸鈣垢抑制作用及對氧化鐵的分散作用。結果說明，在Ca2+濃度為0.0075mol·L-1、HCO3-濃度為0.006mol·L-1、藥劑投加量為0.20g、水樣溫度為80℃、水浴10h時，共聚物對CaCO3的阻垢率達

6、到98.71％。
　　 （三）凹凸棒土改性的無磷共聚物阻垢劑的制備及性能研究采用凹凸棒土(ATP)為改性劑，以馬來酸酐(MA)和對苯乙烯磺酸鈉(SSS)為單體，過硫酸銨為引發(fā)劑，采用自由基聚合方法，制備了凹凸棒土-對苯乙烯磺酸鈉-馬來酸酐(ATP-SSS-MA)共聚物阻垢劑。考察了單體配比（物質的量比）、引發(fā)劑用量、反應時間、反應溫度等因素對共聚物阻碳酸鈣垢效果及分散氧化鐵效果的影響。結果表明，當ATP∶SSS∶MA=1∶4∶1

7、.3(質量比)、引發(fā)劑占總單體總質量的8％、反應時間為4h、反應溫度為70℃時，合成的共聚物阻垢劑阻碳酸鈣效果最佳;而當引發(fā)劑占總單體總質量的10％、反應時間為4h、反應溫度為60℃時，共聚物阻垢劑分散氧化鐵效果最佳。采用紅外光譜法對共聚物的結構進行了表征，并使用烏氏粘度法測定了特性粘數(shù)，研究了共聚物的分子量。靜態(tài)試驗條件下，評價了阻垢劑對碳酸鈣的阻垢性能，探討了聚合物投加量、鈣離子濃度、HCO3-濃度、水浴時間和水浴溫度對共聚物阻垢率