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(編輯修改稿)
2024-07-22 01:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 酸酐熱縮聚法：以馬來酸酐為原料合成聚天冬氨酸。這種方法又可分為三種不同的合成方式，但三種方法均會采用揮發(fā)性和刺激性氣味較大的氨水作為原料，會造成浪費和空氣污染。（3）馬來酸酐和銨鹽反應(yīng)法：這種方法制得的聚天冬氨酸具有很好的阻垢性能，具有低耗量高效率的特點。（4）馬來酸酐、氨和多元羧酸反應(yīng)法 利用馬來羧酸酐、氨和多元羧酸為原料，聚合生成聚琥珀酰亞胺共聚物，再經(jīng)堿溶液水解得到聚天冬氨酸共聚物。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)。合成的聚天冬氨酸相對分子質(zhì)量控制在2000至4000，其阻垢性能優(yōu)異，%。（5）聚天冬氨酸的改性 在聚天冬氨酸主鏈上增加新的官能團，是據(jù)天冬氨酸具有多官能性，是對據(jù)天冬氨酸阻垢劑研究的心趨勢。在聚天冬氨酸的主鏈上加上某些基團后可以改善其線性結(jié)構(gòu)，增強了其阻垢分散效果。方法一：采用檸檬酸改性聚天冬氨酸阻垢劑。將一定量的水、馬來酸酐、檸檬酸加入反應(yīng)器，55℃水浴攪拌45min，冷卻至室溫。將若干量一定濃度的氨水溶液逐滴滴入冷卻的混合液中，加熱混合液至80℃，真空反應(yīng)若干小時，有白色凝膠狀物質(zhì)生成，油浴升溫反應(yīng)一段時間后得到橙紅色共聚物，冷卻后用100/LNaOH溶液水解共聚物，得到的紅棕色澄清液即為據(jù)天冬氨酸共聚物的鹽溶液。用1:1鹽酸中和調(diào)pH值至中性，加入NaCl的甲醇溶液，攪拌得沉淀。沉淀物經(jīng)洗滌、干燥得聚天冬氨酸共聚物。合成最佳工業(yè)條件為：n（氨）：n（馬來酸酐）：（檸檬酸）=:1:(摩爾比)，熱聚溫度170℃，熱聚時間15min，合成的共聚物相對分子量為3500左右。方法二：通過氨基甲基磷酸核聚琥珀酰亞胺的氨解反應(yīng)對聚天冬氨酸進行改性。 應(yīng)用 阻垢劑方面的應(yīng)用油田注入水應(yīng)達到水質(zhì)標準較高，注入水必須達到規(guī)定指標，包括：水中雜質(zhì)含量、細菌含量、腐蝕速度、含鐵、含氧、含硫等。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。目前油田主要都使用含膦的有機阻垢劑，不能有效地抑制磷酸鈣垢和鋅垢以及解決氧化鐵沉淀問題，且本身易形成有機膦酸垢。因此，完全可以使用PASP進行阻垢嘗試[6]。 分散劑方面的應(yīng)用聚天冬氨酸的分子中含有親水和疏水基團，因此具有表面活性，可以降低表面張力，有助于水對固體的濕潤。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]。 緩蝕劑方面的應(yīng)用聚天冬氨酸能與鈣、鎂、銅、鐵等多種離子形成螯合物，附著在金屬容器表面阻止金屬腐蝕，是一種優(yōu)良的緩蝕劑，特別適用于防止采油管線中二氧化碳引起的腐蝕[8]。 吸水劑方面的應(yīng)用聚天冬氨酸與水分子有強大的親和力，利用這一性能可將聚天冬氨酸制成強吸水材料。該吸水樹脂可完全生物降解，可用作土壤保濕劑，使在貧癮、干旱的土壤上取得豐收、沙漠變綠洲成為可能[9]。 鉆井液降粘劑方面的應(yīng)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。目前，聚合物降粘劑是鉆井液降粘劑的一個發(fā)展趨勢。這是因為在PASP的分子鏈中，含有陰離子基團 COO和CO還含有NH+。PASP不僅可以通過陰離子基團分別吸附在粘土片帶正電荷的表面和帶負電荷的表面，而且NH+通過氫鍵吸附在粘土片的表面。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(jié)構(gòu)，使得鉆井液的粘度下降，起到較好的降粘效果[10]。 仿生材料方面的應(yīng)用首先合成具有不同側(cè)鏈的聚天冬氨酸或其衍生物，然后將帶有不同側(cè)鏈的聚天冬氨酸或其衍生物、殼聚糖、含鈣溶液在一定溫度和pH值下進行混合、反應(yīng)、沉淀。所得產(chǎn)物具有仿細胞壁膜的性質(zhì)，是一種環(huán)境友好型仿生材料。該材料具有吸附重金屬和某些有機物的功能，可用于脫除重金屬、氯代烴、有機顏料、染料等,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工程、印染工業(yè)、污水處理等領(lǐng)域[10]。 日用化學(xué)品方面的應(yīng)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(xué)品。聚天冬氨酸在餐具洗滌劑方面也有類似洗衣劑的作用，會吸附在碗碟表面，抑制表面腐蝕發(fā)毛，產(chǎn)生更好的保潔效果，是清洗硬質(zhì)表面餐具洗滌劑的組分之一[11]。4 實驗準備 試劑及儀器 實驗試劑表 411 主要實驗試劑試劑名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家馬來酸酐分析純成都金山化學(xué)試劑有限公司檸檬酸分析純成都金山化學(xué)試劑有限公司25%—28%氨水分析純成都金山化學(xué)試劑有限公司氨水氯化銨緩沖液分析純成都市科龍化工試劑廠碳酸鈉十水分析純成都市科龍化工試劑廠氯化鈣分析純成都市科龍化工試劑廠氫氧化鈉分析純成都金山化學(xué)試劑有限公司鉻黑T指示劑分析純成都金山化
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