绿色阻垢剂IA-SSS的合成及其性能研究

论文摘要

本论文研究了聚合物阻垢剂IA-SSS的合成及其阻垢性能,并对其进行改性合成IA-SSS-MA,比较了两者阻垢性能上的差异。以水为溶剂,过硫酸铵为引发剂,以衣康酸（IA）、苯乙烯磺酸钠（SSS）、马来酸酐（MA）为单体,通过溶液聚合方法,合成聚合物阻垢剂。考察了反应温度、单体配比、引发剂用量及反应时间对聚合物阻垢性能的影响,并通过正交实验,确定了最佳聚合条件。采用红外光谱法（IR）和差重分析（TG）对聚合物进行了表征。利用静态阻垢法,研究了聚合物对碳酸钙垢的抑制作用。结果说明,在Ca2+浓度为6mmol/L,HCO3-浓度为12mmol/L,药剂投加量为3mg/L的情况下,聚合物对垢物的抑制效果明显,IA-SSS和IA-SSS-MA对CaCO3的阻垢率分别为79.1%和85.3%。通过扫描电镜对加入聚合物前后垢物进行分析,可以看出加入聚合物后,垢物晶体的外貌发生很大的变化,表明聚合物能够在阻垢方面的水处理应用中起到良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 水资源和节水
• 1.2 阻垢剂的研究现状
• 1.2.1 有机多元磷酸阻垢缓蚀剂
• 1.2.2 水溶性聚合物阻垢分散剂
• 1.3 聚合物阻垢剂的研究现状
• 1.3.1 天然聚合物
• 1.3.2 均聚物
• 1.3.3 丙烯酸、马来酸（酐）类共聚物
• 1.3.4 膦基羧酸聚合物
• 1.3.5 含磺酸基共聚物
• 1.4 衣康酸-苯乙烯磺酸钠共聚物（IA-SSS）简介
• 1.4.1 IA-SSS性质及其结构特征
• 1.4.2 IA-SSS国内外发展状况
• 1.4.3 IA-SSS的应用前景
• 1.5 本课题研究的目的及意义
• 1.6 本课题的研究内容
• 2 实验方案设计
• 2.1 聚合反应机理
• 2.2 合成路线
• 2.3 聚合方式的选择
• 2.4 反应条件的选择
• 2.5 聚合物阻垢性能的评定
• 2.5.1 实验药品及仪器
• 2.5.2 实验步骤
• 2.5.3 实验结果的表示
• 2.6 聚合物物化性质的测定
• 2.6.1 游离单体含量的测定
• 2.6.2 固体含量的测定
• 2.6.3 特性粘数及相对分子质量的测定
• 3 IA-SSS与IA-SSS-MA的合成及表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验药品及仪器
• 3.1.2 合成实验步骤
• 3.1.3 聚合物的分离与精制
• 3.1.4 聚合物的表征
• 3.2 实验结果和讨论
• 3.2.1 IA-SSS的合成工艺研究
• 3.2.2 IA-SSS-MA的合成工艺研究
• 3.3 聚合物的表征
• 3.3.1 聚合物的红外图谱（IR）分析
• 3.3.2 聚合物的差重分析
• 3.4 聚合物的物化性质
• 3.5 本章小结
• 4 聚合物阻垢性能及阻垢机理研究
• 4.1 阻垢剂的阻垢机理
• 4.2 阻碳酸钙垢性能分析
• 4.2.1 不同水温度与阻垢效果的关系
• 4.2.2 不同聚合物浓度与阻垢效果的关系
• 4.2.3 不同钙离子浓度与阻垢效果的关系
• 4.2.4 不同碳酸氢根离子浓度与阻垢效果的关系
• 4.2.5 与其它常用阻垢剂性能的比较
• 4.3 IA-SSS阻垢机理分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献