含磺酸基聚环氧琥珀酸衍生物的合成及性能研究

以环氧琥珀酸（ESA）、衣康酸（IA）和苯乙烯磺酸钠（SS）为单体,过硫酸铵为引发剂,通过共聚反应得到含有羧基和磺酸基的三元共聚物ESA/IA/SS,利用IR对其结构进行了表征。考察了单体质量比、引发剂含量、聚合温度和聚合时间对共聚物阻碳酸钙性能的影响。实验结果显示：ESA/IA/SS的最佳合成条件为m(MA):m(IA)=3:1,w(SS)=20%(占单体总质量,下同),w(引发剂)=12%,聚合温度85 oC,聚合时间4 h,此时得到的产品黏均分子量为1176.3。对ESA/IA/SS的阻垢分散性能进行了测定,并与ESA/SS和聚环氧琥珀酸（PESA）进行了比较。实验结果表明：ESA/IA/SS与PESA的阻碳酸钙性能相当,当加药量为50 mg/L时,PESA的阻垢率为72.3%,ESA/IA/SS的阻垢率为71.5%,比ESA/SS高27.3%。ESA/IA/SS的阻磷酸钙性能远高于PESA,当加药量为40 mg/L时,PESA的阻垢率仅为7.0%,ESA/IA/SS的阻垢率为96.8%。同时,ESA/IA/SS还具有一定的分散氧化铁性能,加药后FeCl3溶液的透光率为72.6%。     

含磺酸基聚环氧琥珀酸衍生物的合成及性能

以环氧琥珀酸(ESA)、衣康酸(IA)和苯乙烯磺酸钠(SS)为单体,过硫酸铵为引发剂,通过共聚反应得到了含有羧基和磺酸基的三元共聚物ESA/IA/SS,利用FTIR对其结构进行了表征。考察了单体质量比、引发剂用量、聚合温度和聚合时间对ESA/IA/SS阻碳酸钙垢性能的影响。实验结果显示:ESA/IA/SS的最佳合成条件为m(马来酸酐,MA)∶m(IA)=3∶1,SS的加量为20%(占单体总质量,下同),引发剂的加量为12%,聚合温度85℃,聚合时间4 h,此时得到的产品黏均相对分子质量为1 176.3。对ESA/IA/SS的阻垢和分散氧化铁性能进行了测定,并与ESA/SS和聚环氧琥珀酸(PESA)进行了比较。实验结果表明:当阻垢剂的质量浓度均为50 mg/L时,ESA/IA/SS与PESA的阻碳酸钙垢性能相当,PESA的阻垢率为72.3%,ESA/IA/SS的阻垢率为71.5%,而ESA/SS的阻垢率仅为44.2%。当阻垢剂的质量浓度均为40 mg/L时,ESA/IA/SS的阻磷酸钙垢性能远高于PESA,PESA的阻垢率仅为7.0%,ESA/IA/SS的阻垢率为96.8%。同时,当加入阻垢剂的质量浓度为30 mg/L时,ESA/IA/SS还具有一定的分散氧化铁性能,加药后Fe Cl3溶液的透光率为72.6%。     

聚环氧琥珀酸的改性及其阻垢分散性能研究

以马来酸酐(MA)为原料合成环氧琥珀酸(ESA),以过硫酸铵为引发剂,将ESA与衣康酸(IA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,得到同时含羧基和磺酸基的ESA/IA/AMPS三元共聚物。通过单因素试验和正交试验筛选出ESA/IA/AMPS的最佳合成条件:m(MA)∶m(IA)∶m(AMPS)=3∶1∶1,引发剂质量占单体总质量的12%,反应温度为95℃,反应时间为4 h。并对ESA/IA/AMPS的阻垢分散性能进行了研究。结果表明:ESA/IA/AMPS三元共聚物的阻Ca_3(PO_4)_2和分散Fe_2O_3性能与ESA/AMPS共聚物基本相当,但阻CaCO_3效果明显优于ESA/AMPS和PESA。在加药质量浓度为30 mg/L时,ESA/IA/AMPS对CaCO_3阻垢率为80.9%,对Ca_3(PO_4)_2阻垢率为100%。     

衣康酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物性能研究

采用静态阻垢法,评价了衣康酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(IA/AMPS)共聚物对碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙的阻垢性能以及温度对IA/AMPS共聚物阻垢性能的影响。结果表明：随着加药量增加,阻垢率升高,最终趋于平稳。加药量为20 mg/L时,IA/AMPS共聚物对碳酸钙和硫酸钙的阻垢率分别达到88.28%和96.9%;在加药量为16 mg/L时,该药剂对磷酸钙的阻垢率达到93%。温度升高,IA/AMPS共聚物的阻垢率稍有下降,该药剂具有一定的耐温性。     

聚环氧琥珀酸的改性及其阻垢机理的研究

聚环氧琥珀酸是一种无磷、无氮、生物降解性很好的绿色阻垢缓蚀剂,对碳酸钙垢阻垢效果很好,但对磷酸钙垢阻垢效果和对锌盐的稳定能力很差,可以在PESA中引入磺酸基。文章是以马来酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成改性聚环氧琥珀酸(MPESA),并比较两种阻垢剂的阻垢效果。最后通过测定PESA对碳酸钙晶体成核诱导期的影响、扫描电镜、X射线衍射等手段分析PESA对碳酸钙垢的阻垢机理。     

ESA/AMPS共聚物阻垢性能与机理研究

以马来酸酐(MA)为原料合成环氧琥珀酸(ESA),ESA在过硫酸铵为引发剂下与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,得ESA/AMPS共聚物。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对产物进行了表征。采用静态阻垢法测定ESA/AMPS共聚物对CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2和Fe_2O_3的阻垢分散性能。采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)考察了ESA/AMPS共聚物对CaCO_3垢表面形貌和晶型的影响,探讨了ESA/AMPS聚合物的阻垢机理。结果表明,ESA/AMPS聚合物对CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2和Fe_2O_3具有良好的阻垢分散性能,且能够改变CaCO_3晶体的形貌和结构。     

改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀机理研究

以马来酸酐为主要原料制得聚环氧琥珀酸(PESA),再对PESA进行改性,制得一种性价比更高的绿色阻垢缓蚀剂改性聚环氧琥珀酸(CSN-PESA)。与PESA相比,CSN-PESA对碳酸钙垢和磷酸钙垢的阻垢率分别提高了6%和20.1%,缓蚀率提高了20.2%,成本下降5%。当循环冷却水中的Ca2+≤350 mg/L时,CSN-PESA的阻垢效果最好。     

负载催化法制备环保型水处理剂聚环氧琥珀酸的研究

以介孔分子筛负载催化剂钨酸钠,催化合成环氧琥珀酸,以组合引发剂引发环氧琥珀酸盐聚合反应得到环保型水处理剂聚环氧琥珀酸(盐)(PESA)溶液,并按照国家标准对合成的水处理剂给予评价。考查了体系p H值、反应温度、引发剂用量等因素对聚环氧琥珀酸(盐)阻垢性能的影响。实验结果表明,当p H值为7左右,反应温度为65℃时,ESA的产率达到最大。当引发剂用量为1.25g,聚合反应温度为95℃,反应时间为4h时,PESA具有良好的阻垢性能。PESA经阻垢性能的评价,阻碳酸钙垢达98.12%。     

聚环氧琥珀酸衍生物阻钙垢性能及生物降解性研究

以马来酸酐(MA)、L-精氨酸(LAr)、氢氧化钠等原料制备了聚环氧琥珀酸衍生物(LAr-PESA),研究其对碳酸钙和硫酸钙的阻垢及缓蚀性能。探讨了LAr-PESA的生物降解性,以及碳酸钙和硫酸钙垢的晶型变化。结果表明:LAr-PESA阻碳酸钙、硫酸钙垢的性能和缓蚀性能明显好于PESA,当Ca~(2+)分别为1 000、7 200 mg/L,LAr-PESA质量浓度为8 mg/L时,阻碳酸钙和硫酸钙的阻垢率分别达到91.2%、94.5%。质量浓度均为120 mg/L时,LAr-PESA的平均缓蚀率比PESA提高了10%。LAr-PESA是一种易降解的综合阻垢缓蚀剂。     

聚环氧琥珀酸衍生物绿色阻垢剂的合成及性能研究

以L-胱氨酸、牛磺酸和聚环氧琥珀酸(PESA)为原料,采用三元共聚法合成了一种PESA衍生物LC-TPESA,通过红外光谱和核磁碳谱表征了LC-T-PESA的分子结构,结果显示与理论产物一致,制得的三元共聚物黏均相对分子质量为1 700,符合水处理药剂要求。LC-T-PESA的阻垢性能测试结果表明:当LC-T-PESA投加量为10 mg/L时,阻碳酸钙垢率为99%,当LC-T-PESA投加量为20 mg/L时,阻磷酸钙垢率为94%左右,较商品级PESA都有显著提高。通过XRD和SEM分析研究了LC-T-PESA的阻垢机理,结果表明,随着LC-T-PESA投加量的增加,钙垢晶型发生改变,逐渐由方解石向尺寸更小的霰石结构发展,且LC-T-PESA明显抑制了碳酸钙垢晶体的生长。     

磁场与ESA-IA-AMPS共聚物动态协同阻垢研究

利用动态模拟实验装置,研究了环氧琥珀酸(ESA)-衣康酸(IA)-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物与磁场的动态阻垢性能,采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对生成的碳酸钙形貌和晶型的变化进行了表征。结果表明,磁场与ESA-IA-AMPS共聚物之间存在明显的协同阻垢作用,协同作用时的阻垢率达92.21%,比单独使用药剂提高9.3个百分点。空白水样产生的方解石型与文石型碳酸钙质量比约21:4,磁化水中方解石与文石的质量比减少为约1:9,磁场有利于文石产生。单独使用共聚物和磁场与共聚物协同作用时产生的碳酸钙全部为文石,但协同作用下生成的碳酸钙晶粒明显变小,更加分散。     

ESA/AMPS共聚物的合成及性能研究

以马来酸酐为原料,制备了环氧琥珀酸(ESA),并研究了在不同实验条件下ESA的收率,之后将其与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚得到ESA/AMPS共聚物。得到了合成ESA的最佳条件:m(NaOH)∶m(MA)为1.22∶1,环氧化pH为4～5,环氧化时间为1.3 h,此时ESA收率可达70%。在m(MA)∶m(AMPS)为4∶1时,共聚物的阻垢分散性能最好,并且其最佳共聚时间为3 h。     

IA-AA-AMPS-MMA四元无磷共聚物的合成及其缓蚀阻垢性能

以衣康酸(IA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体为原料,通过大量实验确定了最佳工艺条件,采用水溶液聚合法制备出兼具阻垢和缓蚀功能的IA/AA/AMPS/MMA四元聚合型水处理剂。结果表明,水处理剂质量浓度为20 mg/L时,磷酸钙垢阻垢率95.3%,氧化铁透光率48%,具有良好的分散性能;水处理剂质量浓度为40 mg/L时,碳酸钙垢阻垢率75%,缓蚀率74.3%。红外光谱分析显示,四元共聚物分子结构含羧基、酯基、磺酸基等官能团。     

绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成及阻垢性能研究

以顺丁烯二酸酐为主要原料,合成了无氮、无磷和生物降解性好的绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA)。分析了各种合成条件对PESA阻垢性能的影响,得出了合成PESA的最佳工艺条件。采用静态阻垢法考察了阻碳酸钙垢的性能,研究结果表明产物在循环冷却水系统中具有优异的阻垢性能。     

3种阻垢剂的阻垢性能测试及动力学研究

用静态阻垢法对聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、马来酸/丙烯酸共聚物(MA/AA)的阻垢性能进行测试,对温度和浓度以及3种阻垢剂的动力学和最佳活化温度进行研究。研究结果表明:PASP、PESA分别在70、75℃对碳酸钙垢具有较高的阻垢率,但MA/AA的阻垢效果远大于PASP、PESA,MA/AA存在剂量效应。从3种阻垢剂的动力学研究和笼蔽效应来看,PASP和PESA为扩散控制,而MA/AA为活化控制。     

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。     

聚环氧琥珀酸在反渗透系统中阻垢效果的评价

以马来酸酐为原料合成了一种新型无磷、无氮环保型阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA).并利用实验室反渗透评价装置对其阻碳酸钙垢效果进行了评价,并与国外的聚丙烯酸(PAA)样品进行了阻垢效果的对比.实验证明PESA阻垢性能良好,在反渗透系统中具有广泛的应用前景.     

固体超强酸SO42-/MxOy催化合成PESA、MA/SAS及MA/SSS聚合物阻垢剂的工艺研究

为了进一步揭示固体超强酸SO_4~(2-)/M_xO_y"一锅法"催化合成马来酸酐类共聚物阻垢剂的作用机理,采用"分步合成法"探讨了以固体超强酸SO_4~(2-)/ZnO或SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2为催化剂,马来酸酐(MA)为催化底物,分别与马来酸酐(MA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、苯乙烯基磺酸钠(SSS)发生共聚作用,合成共聚物阻垢剂PESA、MA/SAS及MA/SSS,并对其碳酸钙垢的阻垢效率进行评价。结果表明,采用"分步合成法"制备的共聚物阻垢剂对碳酸钙垢的阻垢效率分别为95.8%(MA/SAS)、90%(PESA)及93%(MA/SSS),与"一锅法"的阻垢效率基本一致。同时,实验采用固体酸SO_4~(2-)/ZnO或SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2分别对马来酸酐(MA)、烯丙基磺酸钠(SAS)及苯乙烯基磺酸钠(SSS)的环氧化反应进行评价。结果表明,固体超强对马来酸酐(MA)环氧化作用时,可成功地分离出马来酸酐的环氧化物——环氧马来酸,相比催化底物烯丙基磺酸钠(SAS)和苯乙烯基磺酸钠(SSS)而言,实验并未分离出相应的环氧化物。另外,以环氧琥珀酸的生成率为固体超强酸的催化活性指标,在较优的催化条件下,实验成功地评价了不同类型固体超强酸SO_4~(2-)/M_xO_y催化环氧化反应的催化活性。结果表明,在相同条件下,固体超强酸SO_4~(2-)/ZnO、SO_4~(2-)/Al_2O_3、SO_4~(2-)/Fe_2O_3、SO_4~(2-)/ZrO_2、SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2、SO_4~(2-)/SiO_2-Al_2O_3及SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2对马来酸酐的环氧化作用,环氧琥珀酸的生成率分别为20%、12%、8%、10.2%、8.9%、7.1%及9.8%,其对应的催化剂催化活性为SO_4~(2-)/ZnOSO_4~(2-)/Al_2O_3SO_4~(2-)/ZrO_2SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2SO_4~(2-)/Fe_2O_3SO_4~(2-)/SiO_2-Al_2O_3。     

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。     

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。