新型綠色多功能共聚物阻垢劑的合成與性能研究畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-10 01:27:01 本頁面
【正文】 足夠性能，被人們認為是一類真正的綠色阻垢劑[2]。（如引入磺酸基團，對磷酸鈣垢有很好的抑制能力）。 1 阻垢劑簡介 阻垢劑的發(fā)展史聚磷酸鹽是使用得比較早得阻垢劑，在20世紀40年代，聚磷酸鹽開始用于水處理領域，但當時主要是緩蝕，其次才是阻垢常用的磷酸鹽有三聚磷酸（STPP）和六偏磷酸鈉（SHMP），其功能主要因磷酸基有較好的阻垢緩蝕效果，但其含磷高、易水解、用量大、排入水體后易造成水體富營養(yǎng)化。聚天冬氨酸的用途廣泛。隨著環(huán)保與節(jié)能意識增強，阻垢劑必會朝著多功能、高效、環(huán)保的方向發(fā)展。由于工業(yè)水中的鈣鎂離子等含量較高，在使用中非常容易結垢。實驗測定了不同反應條件下產(chǎn)品的阻垢性能，討論了聚天冬氨酸共聚物的合成工藝條件。結果表明n（NH3）：n（MA）：n（CA）=：1：℃，熱聚時間為15min，合成的PASP共聚物用量為2mg/L時產(chǎn)品的阻垢效果最好。這些水垢的導熱性很差，導致金屬局部過熱，金屬強度下降。聚天冬氨酸（PASP）屬于聚氨基酸中的一類。它廣泛應用于肥料增效、工業(yè)水處理、金屬切削液、日用化學品、油田二次采油的注水助劑等領域。20世紀中期，人們采用來源廣、價廉、易得的天然聚合物如木質(zhì)素、殼聚糖、淀粉和纖維素等作為水處理阻垢劑，它們具有一定的阻垢效果，但它們的性質(zhì)不穩(wěn)定且用量大，滿足不了阻垢要求。90年代，具有特種結構和特種性能的阻垢劑開始出現(xiàn)。 阻垢劑的分類阻垢劑是能夠防止水垢和污垢產(chǎn)生或擬制其沉積生長的化學藥劑。 存在的問題及研究方向近幾年，天然共聚物的合成及應用方面的研究較多，主要用作絮凝劑，作為阻垢劑的產(chǎn)品種類較少，目前實現(xiàn)工業(yè)化的產(chǎn)品就更少。（2）晶格畸變作用：未加阻垢劑時，CaCO3微晶成長時按照一定的晶格排列，結晶致密而堅硬。在吸附產(chǎn)物又碰到其它聚羧酸鹽離子時，會把已吸附的晶體轉(zhuǎn)移過去，出現(xiàn)晶粒的均勻分散現(xiàn)象。分子式：C4H6NO3(C4H5NO3)C4H6NO4，相對分子質(zhì)量：10005000。利用昆明種小鼠急性毒性實驗、Ames實驗、小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核實驗研究聚天冬氨酸的一般毒性與致突變性，結果顯示：聚天冬氨酸既無毒性也無致突變作用。采用的溶劑一般為非質(zhì)子極性有機溶劑，包括含硫或含氧的雜原子環(huán)狀有機物、高沸物的烷醇或正構烷烴。（2）馬來酸酐熱縮聚法：以馬來酸酐為原料合成聚天冬氨酸。該合成工藝簡單易操作，成本低，基本無環(huán)境污染，適于工業(yè)化生產(chǎn)。方法一：采用檸檬酸改性聚天冬氨酸阻垢劑。沉淀物經(jīng)洗滌、干燥得聚天冬氨酸共聚物。油田化工廠的工業(yè)循環(huán)用水量也非常巨大，而且工業(yè)循環(huán)水有離子成分隨運轉(zhuǎn)時間增多，為了防止這些離子形成沉淀，這就要求其加入的阻垢劑對各種成分的垢都有很好的阻垢效果。這對于油漆、涂料、顏料、填料、粘土之類物質(zhì)在水中的分散特別有利[7]。 鉆井液降粘劑方面的應用鉆井液降粘劑主要是用來降低鉆井液的粘度，控制鉆井液的流動性。這樣，PASP在粘土顆粒表面上有較大的吸附量，對粘土顆粒進行較好的包覆，拆散粘土之間形成的結構，使得鉆井液的粘度下降，起到較好的降粘效果[10]。 日用化學品方面的應用由于綠色環(huán)保的特性，聚天冬氨酸可作為新型的日化助劑和各種無毒、無污染的專用精細化學品。油浴升溫反應直到得到橙紅色物質(zhì)，冷卻后用100g/lNaOH溶液水解橙紅色物質(zhì)，得到紅棕色澄清液為止。 聚天冬氨酸阻垢劑阻垢性能的測定方法測定PASP共聚物對碳酸鈣的阻垢率采用EDTA滴定法。根據(jù)空白水樣與加阻垢劑水樣的EDTA消耗量來計算阻垢率。 氨與MA的摩爾比對產(chǎn)品阻垢性能的影響由于反應過程中氨有部分損失，故只有當氨與MA的摩爾比大于1時才能維持反應正常進行。初次決定熱縮合溫度范圍為160至190℃之間 熱縮合時間對阻垢性能的影響在熱縮合溫度分別為160、170、180、190℃的條件下，考查熱縮合時間對產(chǎn)品阻垢性能的影響，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)170、180、190℃均在15min的時候的得到阻垢率最高的產(chǎn)品。根據(jù)此表頭設計, 實驗設計見表1。 馬來酸酐與氨的摩爾比對平均阻垢率的影響圖2馬來酸酐與氨的摩爾比對平均阻垢率的影響如上圖所示，當n（氨）：（MA）=:1時，合成的聚天冬氨酸對產(chǎn)品的阻垢性能最好。 熱縮合溫度對阻垢率的影響圖4熱縮合溫度對阻垢率的影響從如圖4，發(fā)現(xiàn)溫度對產(chǎn)品阻垢率影響較大，隨著溫度的升高，產(chǎn)品阻垢率增大，在170℃左右得到的產(chǎn)品阻垢性能最好，隨著溫度的繼續(xù)升高阻垢率則下降，故熱縮聚溫度控制170℃最為適宜。結論檸檬酸改性聚天冬氨酸阻垢劑是一種阻垢性能優(yōu)異的水處理劑，其合成工藝簡單易操作、成本低、無環(huán)境污染，適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。在實驗過程中遇到了不少的麻煩，在何老師的幫助下最終解決了問題。得到的產(chǎn)品對CaC
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