共聚物MA-AM-AA-MMA的反相乳液合成及其阻垢分散性能

以环己烷为分散介质,油/水比例为1.5,Span 80-Tween 80为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,用反相乳液合成了功能高分子马来酸酐-丙烯酰胺-丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯。通过静态阻垢实验表明,阻垢剂投加量达到8 mg/L对CaCO3、Ca3(PO4)2和CaSO4的阻垢效果较佳,分别为90.5%,93.2%和86%;在高温、高pH、高硬度等恶劣条件下对碳酸钙仍分别有40.4%,32.4%,37.6%的较好阻垢率;投加量达到3 mg/L时对氧化铁的分散性能最佳,透光率为69.7%。并用IR法对其结构进行表征。该阻垢剂是一种耐严酷条件的优良多功能阻垢分散剂。     

共聚物MA-TA-AA-AM-SH的反相乳液合成及其阻垢分散性能研究

以环己烷为分散介质,油∶水为1∶1.5,Span80-Tween80为乳化剂,过氧化氢为引发剂,以马来酸酐(MA)、牛磺酸(TA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和次亚磷酸钠(SH)为单体反相乳液合成共聚物(MA-TA-AA-AM-SH)阻垢剂。通过静态阻垢实验表明:综合经济因素,阻垢剂投加量达到10 mg/L对CaCO3、Ca3(PO4)2和CaSO4的阻垢效果较佳,分别为82.3%,95.9%和78%;在高温条件下对碳酸钙和磷酸钙分别有56.6%,68.9%较佳阻垢率;高pH、高硬度恶劣条件下对碳酸钙仍分别有40.8%,57.9%的较好阻垢率;投加量达到8 mg/L时对氧化铁的分散性能最佳,透光率为56.7%。并利用IR对其结构进行表征。该阻垢剂是一种较好耐苛刻条件的多功能阻垢分散性剂。     

天冬氨酸-赖氨酸共聚物的阻垢性能研究

天冬氨酸-赖氨酸共聚物(PAL)是聚天冬氨酸的改性新产品,为将其用作阻垢剂,考察了不同条件下PAL对碳酸钙、硫酸钙阻垢性能的影响。结果表明,在温度为80℃,成垢离子浓度积(Ksp/Ca CO3)为0.045(0.15 mol/L Ca2+、0.30 mol/L HCO-3),恒温时间为14 h,PAL投加量为4 mg/L的条件下,PAL对碳酸钙的阻垢率可达70%左右;在温度为80℃,成垢离子浓度积(Ksp/Ca SO4)为0.04(0.20 mol/L Ca2+、0.20 mol/L SO2-4),恒温时间为14 h,PAL投加量为4 mg/L的条件下,对硫酸钙的阻垢率达到80%左右。表明改性新产品PAL可作为一种新型阻垢剂。     

聚天冬氨酸衍生物对碳酸钙结晶过程的影响及阻垢机理探讨

采用碳酸钙沉积法和电导率法研究了聚天冬氨酸衍生物阻垢性能及其对碳酸钙结晶过程的影响。试验结果表明,在投加量为8 mg/L时,聚天冬氨酸衍生物对碳酸钙的阻垢率就已超过85%;聚天冬氨酸衍生物对碳酸钙有增溶作用,其对碳酸钙的抑制作用存在极限浓度,对于含钙离子和碳酸根离子浓度均为5.81 mmol/L的溶液,当聚天冬氨酸衍生物的投加量超过15 mg/L后,再增加投加量对碳酸钙结晶过程的影响变化不明显;X-衍射分析认为该试剂能使碳酸钙晶体发生畸变。     

聚硅酸硫酸铝阻垢性能的研究

采用静态阻垢实验对聚硅酸硫酸铝(PASS)的阻垢性能进行了研究,考察了药剂投加量、pH及相对分子质量对其阻垢性能的影响。结果表明,Ca2+质量浓度为240mg/L时,PASS投加质量浓度为10mg/L,阻垢率可达到80%左右;PASS在pH8的水中阻垢率能保持在80%以上;其阻垢性能的最佳相对分子质量在6300左右。利用扫描电镜对其阻垢机理进行了研究。     

新型四元共聚物的合成及阻垢性能评价

以衣康酸(IA)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,通过水溶液自由基聚合的方法合成了四元共聚物阻垢剂,并且利用红外光谱对共聚物的结构进行了分析。通过自制阻垢剂与市售T-225阻垢剂的阻垢性能对比试验,探讨了共聚物的投加量、钙离子质量浓度、水样温度对共聚物阻垢性能的影响,试验结果表明:共聚物投加量为30 mg/L时,此四元共聚物对碳酸钙的阻垢率高达98.7%;在钙离子质量浓度为1 100 mg/L时,四元共聚物阻垢率仍然可以达到75%以上;当水样温度为90℃时,四元共聚物的阻垢性能可以达到90%。此四元共聚物对碳酸钙的阻垢性能均优于市售阻垢剂,特别适用于高温、中等矿化度的工业循环冷却水。     

循环水用P(MAH-AMPS-AM)共聚物阻垢剂的制备及性能

通过自由基聚合法,以马来酸酐(MAH)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为反应单体,成功制备了P(MAH-AMPS-AM)共聚物,并将其应用于循环水阻垢。利用FTIR对其化学结构进行了表征,以阻垢率为研究对象,详细探讨了P(MAH-AMPS-AM)共聚物的阻垢效果与投加量、水样温度及溶液pH之间的关系;进一步通过SEM考察了阻垢剂对钙垢晶体的影响。结果表明,P(MAH-AMPS-AM)共聚物对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的投加量为15 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到93.8%;其投加量为18 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在水样温度为80℃时仍具有较好的阻垢效果;P(MAH-AMPS-AM)共聚物能有效破坏钙垢晶体的规整性,使晶体产生大量缺陷,从而起到抑制结垢的能力。     

2，5-二氨基己二酸四亚甲基膦酸的阻垢缓蚀性能研究

采用鼓泡法和旋转挂片失重法评定了2.5-二氨基己二酸四亚甲基膦酸(DAATMP)的阻垢和缓蚀性能,探讨了药剂浓度、溶液pH、钙离子浓度、反应时间等对阻垢和缓蚀性能的影响.试验结果表明:在Ca2 质量浓度为120 mg/L,pH=8.5,温度60℃,阻垢剂投加质量浓度为5 mg/L的条件下,阻垢率达到89.0%.对比实验表明:在pH=7.0,温度为80℃,Ca2 质量浓度为120 mg/L,阻垢剂投加质量浓度为10 mg/L的条件下,DAATMP的阻垢效果明显优于PBTCA和DETPMP,阻垢率达到84%.在Ca2 200 mg/L、Mg2 48 mg/L、Cl-430 mg/L、HCO3-120 mg/L、缓蚀剂投加质量浓度为80 mg/L、挂片时间72 h的条件下,其对A3钢的缓蚀率达到89.1%;若以120 mg/L的DAATMP 4 mg/L的Zn2 复合预膜剂预膜24 h后,投加10 mg/L DAATMP和6 mg/L Zn2 复合药剂,其对A3钢和铜的缓蚀率分别达到92.64%和95.2%.     

绿色无磷高效阻垢缓蚀剂的制备及性能研究

以衣康酸(IA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、乙酸乙烯酯(VAC)为单体聚合得到IA-SAS-VAC共聚物,考察了单体配比、引发剂量、反应时间和反应温度对共聚物阻垢效果的影响;采用扫描电镜和X射线衍射仪对垢样进行了分析。结果表明,当单体配比n(IA)∶n(SAS)∶n(VAC)=2∶1∶4时,引发剂投加量为单体总质量的10%,相对分子质量调节剂异丙醇投加量为单体总质量的12%时,在90℃的反应温度下控制反应时间为3 h,共聚物投加量为20 mg/L,此时对于碳酸钙阻垢率达到92.6%;当投加量为50 mg/L时,缓蚀率达到88.9%。对阻垢剂的阻垢机理进行了扫描电镜和X射线衍射研究。     

微波辐射合成阻垢剂聚天冬氨酸及阻垢性能研究

采用微电脑微波化学反应器,以L-天冬氨酸(L-ASP)为原料,H3PO4为催化剂,碳酸丙烯酯为溶剂,合成了聚天冬氨酸(PASP),通过正交实验优化工艺条件,静态阻垢法测定产品的阻垢性能。结果表明,优化合成条件为:催化剂用量10%(相对于L-ASP),溶剂量1.5 mL/g,反应时间10 min,微波功率585 W,当PASP投加量为10 mg/L时,对碳酸钙的阻垢率达90%;加入量4 mg/L时,对硫酸钙垢的阻垢率达98%。     

含荧光基团的AA-SAS共聚物的合成及性能研究

以4-溴-1,8-萘二甲酸酐和甲胺为原料,合成得到一种新的荧光单体4-(N’-甲基-1-哌嗪基)-N-甲基-1,8-萘二甲酰亚胺烯丙基氯化铵(FM)。通过红外光谱、核磁共振及质谱对FM进行了表征。将FM与丙烯酸(AA)、丙烯磺酸钠(SAS)、次磷酸钠共聚制备了含荧光基团的AA-SAS共聚物(FM-AA-SAS)。对该共聚物的荧光性质和阻垢性能进行了系统研究,结果表明:共聚物的荧光强度与其质量浓度呈良好的线性关系,线性相关系数为0.99893,检测下限为0.6566mg/L;采用静态法,当加药质量浓度为15mg/L时对磷酸钙的阻垢率为85.3%,对碳酸钙的阻垢率为86.5%,加药质量浓度为7.5mg/L时对硫酸钙的阻垢率为100%,具有较好的分散氧化铁和稳定锌离子的能力。通过扫描电镜观察发现FM-AA-SAS对碳酸钙垢既有较强的分散作用又具有明显的晶格畸变能力。     

端羧基超支化型绿色阻垢剂的制备及阻垢性能

采用熔融聚合法以木糖醇为中心核，成功制备了端羧基超支化型绿色阻垢剂，通过红外光谱仪和核磁共振对其结构进行了表征，采用静态阻垢法探讨了阻垢剂的添加量、水样环境的pH和水样温度对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明，端羧基超支化型绿色阻垢剂在较宽的温度范围及水体环境的pH=6~9时，对钙垢（CaCO₃和CaSO₄）均具有优异的阻垢性能，且当阻垢剂添加量为24 mg/L时，其对碳酸钙垢的阻垢效率达到了91.6 %；当阻垢剂的添加量为15 mg/L时，其对硫酸钙的阻垢效率达到了94.7 %；端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用，均能极大程度地降低了钙垢晶体的规整性，且对于碳酸钙垢而言，端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用还可以使碳酸钙垢的晶格发生畸变，从而达到分散阻垢的目的。     

改性腐植酸新型阻垢缓蚀剂的制备及应用

采用溶液共混技术，制备了腐植酸钠（HA）和丙烯酰胺－烯丙基磺酸钠（SAS）共聚物[P(AM-SAS)]的共混物[HA/P(AM-SAS )]，研究了共混物[HA/P(AM-SAS)]的阻垢、缓蚀和分散性能，并与HA和P（AM－SAS）做了对比分析。实验表明，HA。P（AM－SAS）共混物、HA 和P（AM－SAS）的阻垢、缓蚀和分散能力了胡着使用浓度的增加而提高。与HA和P（AM－SAS）相比，HA／P（AM－SAS）共混物具有更好的阻垢、缓蚀和分散能力，当HA／P（AM－SAS）质量比超过1或2时，HA和P（AM－SAS）的共混对于CaCO3和Ca3(PO4)2的阻垢作用表现出了明显的协同效应。当ρ（Ca^2 )=250mg/L、ρ(CHO^-3)=250mg/L、ρ(CO^2-3)=85mg/L、ρ（ PO^3-4)=5mg/L、pH=8.5、T ＝80℃、t＝10 h时，HA／P（AM－SAS）共混物对CaCO3和Ca3(PO4)2的阻垢率分别达到了98.9%和97.2%。当HA／P（AM－SAS）共混物的使用浓度超过20mg/L，共混物对碳钢的缓蚀率将超过95.0％。     

一种新型阻垢分散剂的反相乳液聚合及性能

以环己烷为分散介质,油/水比例为1.5,Span 80—Tween 80为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,用反相乳液聚合合成了马来酸酐—牛磺酸—丙烯酰胺—烯丙基磺酸钠共聚物。通过静态阻垢实验评定了该共聚物对水中CaCO3,Ca3(PO4)2的阻垢效果。讨论了共聚物分散氧化铁的性能及药剂用量,温度,pH值,水体硬度对碳酸钙阻垢率的影响。结果表明:合成的阻垢剂具有较好分散性能及耐高温,高硬度,高pH值的优良阻垢性能。     

相对分子质量对膦酰基聚丙烯酸阻垢率的影响

通过调节丙烯酸和亚磷酸的比例合成了一系列不同相对分子质量的膦酰基聚丙烯酸,并对其进行了纯化。同时研究了不同相对分子质量的膦酰基聚丙烯酸对碳酸钙的抑制能力。结果表明:聚合物相对分子质量太大或太小均对抑制碳酸钙垢不利,最佳的丙烯酸与亚磷酸的质量比为2∶1,粘均相对分子质量约3000,投加量4mg/L时阻垢率可达80%以上;较高的相对分子质量对提高聚合物抑制磷酸钙的能力有利,丙烯酸与亚磷酸质量比应大于4∶1,粘均相对分子质量应大于4000,投加量16mg/L时阻垢率可达50%。     

Preparation and evaluation of nonphosphate terpolymer as scale inhibitor and dispersant for Ca3(PO4)2, BaSO4, and Iron (III) hydroxide scales

The polymeric scale inhibition and dispersion agents (PAYS) were prepared by graft copolymerization of acrylic acid, allylpolyethoxy carboxylate (APEY) and 2‐acrylamido‐2‐methyl‐propanesulfonic acid by using ammonium persulfate as a radical initiator in aqueous solution, among which APEY was synthesized in laboratory. Structure of PAYS was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy. Experimental data showed that the terpolymer was a high‐efficient chelate sorbent, and it exhibited excellent ability for calcium orthophosphate, with approximately 96% efficiency at the dosage of 4 mg/L, as well as high efficiency toward barium sulfate scales nearly 80% inhibition. The effectiveness of PAYS depends on the agent concentration, temperature and the ratio of the reactant. The formation of Ca₃(PO₄)₂ and BaSO₄ precipitates was characterized by scanning electron microscopy. It appeared that the crystal shape, size, and the morphology of scale changed apparently at the dosage of 4 and 15 mg/L, respectively. In addition, it has good effect on controlling iron (III) scaling. This study was also devoted to the understanding of the action mechanism of these inhibitors in suppressing the crystal nucleus formation and preventing the crystal growth. Based on the contrast experiment of scale formation, the supposing mechanism diagram was also delineated and analyzed in detail. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41546.     

无磷型绿色端羧基超支化聚酯的制备及其阻垢行为研究

采用酯化反应,以衣康酸、三乙醇胺及琥珀酸为反应单体,构建出了一种可用于工业循环用水阻垢分散的无磷型绿色端羧基超支化聚酯,通过静态阻垢实验探讨了无磷型绿色端羧基超支化聚酯在不同影响因素下的阻垢分散能力,同时测定了该阻垢剂的生物降解性能及对水体的生态效应。结果表明,无磷型绿色端羧基超支化聚酯对氧化铁具有优异的分散效果,并且在较高温度及较宽pH范围内对CaCO₃和CaSO₄均具有良好的阻垢分散性能,当阻垢剂用量为20 mg·L^-1和12 mg·L^-1时,其对CaCO₃和CaSO₄的阻垢率分别达到了93.8 %和96.2 %;无磷型绿色端羧基超支化聚酯用于钙垢阻垢时,不仅能破坏钙垢晶体的规整性,而且还能降低钙垢的结晶度,从而有效抑制钙垢的生长,实现阻垢分散的目的;该阻垢剂具有良好的生物降解性,在第28 d时,其生物降解率可达67.2 %,且基本不影响水体中微生物的生长。     

聚天冬氨酸/O-羧甲基壳聚糖的合成及其对硫酸钡阻垢性能

以水溶性O-羧甲基壳聚糖(O-CMC)与聚琥珀酰亚胺(PSI)为原料,合成了聚天冬氨酸接枝共聚物阻垢剂PASP/O-CMC。用FTIR与1HNMR对阻垢剂的结构进行了表征,用静态阻垢法考察了PASP/O-CMC和聚天冬氨酸(PASP)的阻垢性能。结果表明:当阻垢剂质量浓度为100 mg/L、温度为80℃、时间为16 h、pH=10时,PASP/O-CMC对BaSO_4的阻垢率达到93.6%,而PASP对BaSO_4的阻垢率只有78.4%。通过SEM、XRD和电导率法分析了阻垢剂的阻垢机理,结果表明:阻垢剂对BaSO_4的作用主要包括晶格畸变作用、吸附分散作用和络合作用。