聚天冬氨酸的合成方法及其阻垢性能之间的关系研究

利用L-天冬氨酸热缩聚合,磷酸作催化剂条件下的L-天冬氨酸热聚合以及马来酸、氨水为原料热聚合等三种方法,合成了可生物降解的绿色高分子聚天冬氨酸(PASP),所得产物相对分子质量在1800~5000之间,用静态阻垢法研究比较了以上三类产物的阻垢性能,结果表明:PASP具有优良的阻CaCO3、CaSO4和BaSO4垢的性能,其中相对分子质量<2000的聚天冬氨酸对碳酸钙和硫酸钡的阻垢性能较差,但对硫酸钙的阻垢效果相对较好。     

水处理剂聚天冬氨酸的制备及其阻垢性能研究

在微波辐射条件下,根据微波聚合技术理论,应用直接聚合法合成出聚天冬氨酸(PASP),1H-NMR表征聚合物为目标产品。同时采用静态阻垢方法进行了PASP对CaCO3阻垢能力的实验研究。在水温不超过90℃,pH=9,水质硬度较高的环境下,PASP表现出好的阻垢性能,阻垢率(A%)可达到94%。对比扫描电镜照片,分析了PASP对CaCO3的阻垢机理。     

马来酸衍生物水处理剂的合成及阻垢机理研究

在不同条件下合成了不含磷氮的环保型水处理剂马来酸/烯丙基磺酸钠(MA/SAS)共聚物。对产物性能进行测试后得到最适宜合成条件：氮气存在下,原料质量比1∶1,聚合温度为95℃,聚合时间6 h,药剂用量20 mg/L时对碳酸钙的阻垢率可达100%,分散氧化铁后,上层清液的透光率最低为27%。采用SEM和XRD对阻垢机理进行研究,结果表明,该药剂使垢样外貌发生很大改变,对晶型也有一定影响。     

改性聚天冬氨酸的热缩共聚合成

以天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)为原料,热缩共聚得到改性聚天冬氨酸(即Asp/Glu共聚物,PAG)。考察了反应条件对共聚物产率和重均分子质量的影响,并研究了重均分子质量与其阻垢性能的关系。结果表明:以Na2SO4为催化剂,聚合温度为180℃,n(Glu)∶n(Asp+Glu)=0.1,n(催化剂)∶n(Asp+Glu)=0.030,反应100 min,共聚物的产率达到96.2%,相对分子质量约为2 200,对硫酸钙的阻垢效果最佳;在同样的反应温度、原料配比和催化剂用量的条件下,反应120 min,所得产物的相对分子质量约为3 000,产率达99.4%,对碳酸钙具有最佳阻垢效果。     

聚天冬氨酸的结构及其阻垢性能研究

对由马来酸酐胺化热聚合(方法Ⅰ)和由L-天冬氨酸单体热缩聚法(方法Ⅱ)合成的聚天冬氨酸(PASP)利用凝胶渗透色谱和红外光谱对产物进行了分析比较,认为工艺路线和反应条件的改变影响了产物的平均相对分子质量和相对分子质量的分布。产物的静态阻垢试验结果表明,方法Ⅰ所得产物在重均相对分子质量(Mw)为3000左右时的阻垢率和方法Ⅱ所得产物在Mw为5200左右时的阻垢率相当。利用SEM对碳酸钙垢型变化的研究结果表明．PASP的加入导致了成垢严重的晶格畸变。     

热缩聚天冬氨酸合成方法研究

以L-天冬氨酸为原料,采用热缩聚合、液相聚合和改性聚合三种方法合成了热缩聚天冬氨酸.采用红外光谱与X光衍射技术研究了反应物预处理前后的特征,对聚合工艺条件进行了优化和对比,对合成产物进行了结构表征,并对产品阻垢性能进行了对比分析.结果表明,热缩聚合、液相聚合与改性聚合工艺反应温度分别为210、180、180℃;反应时间分别为3.0、1.3、1.0 h;催化剂最佳化学计量数分别为0.12、0.18、0.08.热缩聚合与液相聚合产品的阻垢性能相当,改性聚合产品的阻垢率约提高6.8%.说明改性聚合是一种较先进的聚天冬氨酸的合成方法.     

水解聚马来酸酐和聚丙烯酸阻磷酸钙垢性能及其机理研究

采用静态阻垢法研究在不同温度、不同阻垢剂浓度、不同pH及不同浓度的待测离子条件下水解聚马来酸酐(HPMA)和聚丙烯酸(PAA)阻磷酸钙垢的阻垢性能,并对其机理进行简单研究.结果表明:在相同条件下,HPMA阻磷酸钙垢的效果比PAA效果好.HPMA和PAA的阻垢率随着阻垢剂浓度的增加而升高,但是阻垢率并不是无限升高,在10 mg/L时,阻磷酸钙垢的阻垢率最大;温度较低时,HPMA的阻垢率率较大.并用量子化学方法中的半经验PM3方法研究了HPMA分子结构与其性能之间的关系,探讨了HPMA阻磷酸钙垢的阻垢机理,从微观角度解释了HPMA阻垢性能要优于PAA.     

示踪型羧酸盐阻垢剂的制备及阻垢性能评价

以7-羟基-4-甲基香豆素与丙烯酰氯通过亲核取代反应自制香豆素荧光单体(CFB),将环氧化后的马来酸酐(MA)与香豆素荧光单体(CFB)、苯乙烯磺酸钠(SSS)和丙烯酸(AA)通过自由基聚合制备了一种荧光示踪型羧酸盐阻垢剂(PECSA)。采用FTIR、¹H NMR及SEM对其结构和CaCO₃垢晶形进行表征。以阻垢率为研究对象,利用静态阻垢法分别研究了阻垢剂用量、水浴温度及Ca²⁺浓度对PECSA阻垢性能的影响。结果表明,合成的示踪型阻垢剂阻垢性能优异,阻垢剂浓度与荧光强度线性相关性好(R²=0.981 5),当阻垢剂加量为100 mg/L、水浴温度80℃、Ca²⁺浓度240 mg/L时,其对CaCO₃垢的阻垢率可高达97.86%,抑垢性能优异;加PECSA后水垢被分散,晶体的正常生长受到抑制,产生晶格畸变。     

循环冷却水中物理阻垢技术的比较

利用污垢热阻动态监测试验装置对电磁、高压静电及低压电子3种典型的物理阻垢技术进行了对比试验研究。在水样硬度及碱度均为300mg/L,流量为780L/h的试验条件下,电磁处理与高压静电处理具有较好的阻垢效果,阻垢率都达到50%～60%;低压电子阻垢技术性能最优,阻垢率达到100%。物理阻垢技术由于操作简单,且符合节能环保的需求,只要对其正确应用,将成为工业循环水处理的重要发展方向。     

羧甲基硫代丁二酸的合成与阻垢缓蚀性能研究

以巯基乙酸和马来酸为原料,在树脂D301-R的催化作用下合成了羧甲基硫代丁二酸。通过红外光谱、核磁共振和熔点测定等手段对产物进行了结构表征。用静态阻垢法和挂片失重法对产物的阻垢性能和缓蚀性能进行了评价。结果表明羧甲基硫代丁二酸具有一定的缓蚀阻垢性能,属于一种无磷非氮的新型环保水处理剂。     

IA/AA/AMPS/HPMA四元聚合物的合成及其性能

采用水溶液聚合法制备得到四元聚合物阻垢剂(IA/AA/AMPS/HPMA),并对其进行定性表征分析(核磁共振氢谱分析、红外光谱分析、XRD分析、GPC分析、热重分析).基于单因素法,通过静态阻垢试验对此阻垢剂的阻垢性能进行了分析.结合实验数据可知,在80℃温度条件下,采用8％引发剂,按照mIA∶mAA∶mHPMA∶mA...     

天冬氨酸-柠檬酸共聚物对碳酸钙的抑制性能

以天冬氨酸和柠檬酸为原料,采用微波加热共聚合成法对天冬氨酸进行聚合改性,制备了天冬氨酸-柠檬酸共聚物(PAC),参照静态阻垢法,以碳酸钙为目标垢型,考察了PAC对碳酸钙的抑制性能、与阻垢剂(HEDP)的配伍性能以及阻垢性能对比,采用FTIR、NMR、AFM和XRD对PAC和碳酸钙晶体的形态、结构进行了表征。结果表明:天冬氨酸和柠檬酸通过酰胺化、水解聚合反应合成了PAC。PAC对碳酸钙垢具有极好的抑制作用,其抑制作用强于HEDP。当PAC投加量为6.4 mg/L时,PAC对碳酸钙的抑制率达95.04%;PAC与HEDP配伍性较好,PAC/HEDP的阻垢、缓蚀效果均优于PAC。AFM和XRD分析结果表明:PAC改变了碳酸钙晶体的形态和结构,由热力学最稳定的方解石转变为最不稳定的球霰石。     

油井结垢规律及其控制措施

油田进入高含水期,地面及集输系统的结垢问题日趋严重,针对新疆某油田的结垢特点,本文选取3个区块7口典型井,通过XRD测试油井结垢的主要产物,分析了结垢的原因,采用EDTA滴定法考察了时间、温度、pH值、成垢离子浓度对结垢的影响规律,同时用静态阻垢法评价了一种复配型阻垢剂的应用效果。结果表明:该油田结垢以CaCO₃为主;结垢动力学在9h发生突变;随着温度升高,碳酸钙垢在水中的溶解度降低;pH值越高,形成垢的趋势越强;Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-浓度增加,结垢均增加,对垢的形成有一个促进作用。添加体积比为1:1的HX-1/WAS复配阻垢剂后,阻垢率达到93.9%以上,使用效果优良。     

薄层法制备聚天冬氨酸及其阻垢性能研究

以马来酸酐和碳酸铵为原料,通过薄层聚合制备了聚天冬氨酸,研究了反应物配比、聚合时间及反应温度等因素对聚合物产率、相对分子质量的影响;考察了聚合物用量及相对分子质量对阻垢性能的影响.结果显示:碳酸铵和马来酸酐的化学计量数为1.2∶1、反应温度185℃、反应时间50～60 min时,产率可达88%,产物对硫酸钙和碳酸钙均具有良好的阻垢性能.     

ANA-MA-MAC三元阻垢剂的合成及性能研究

以乌头酸(ANA)、马来酸(MA)和丙烯酸甲酯(MAC)为单体原料,(NH4)2S2O8为引发剂,在异丙醇为链转移剂作用下,采用水溶液聚合法合成了ANA-MA-MAC三元聚合物阻垢剂。研究该聚合物对碳酸钙垢的阻垢性能。结果表明,ANA-MA-MAC的质量浓度为10.0 mg/L,水的硬度为6.0 mg/mL,在弱碱性,阻垢率可达97%。     

添加季铵化腐植酸对聚马来酸丙烯酸阻垢缓蚀性能的影响

以季铵化改性后的风化煤腐植酸为添加剂,采用溶液共混法将季铵化腐植酸(QHA)与聚合马来酸-丙烯酸(MA/AA)进行复配,获得复合阻垢缓蚀剂QHA/(MA/AA)。分别采用称垢法、旋转挂片法及分解氧化铁法和灭藻实验评定HA、QHA以及QHA/(MA/AA)的阻垢、缓蚀、分散和灭藻性能,结果表明,添加QHA后,QHA/(MA/AA)的阻垢率和缓蚀率均优于QHA和MA/AA,QHA/(MA/AA)的最大阻垢率达到97.4%,最大缓蚀率达到85.2%,对Fe_2O_3的分散效果低至42.3%的透光率;同时,QHA/(MA/AA)的灭藻性能也明显优越,可在8h内实现100%高效灭藻。CaCO_3垢样的扫描电镜、X射线衍射分析表明,加入QHA/(MA/AA)后使CaCO_3晶面生长的有序度和完整程度下降,呈碎状分布,结晶度下降,会明显抑制晶面生长,从而达到良好的阻垢效果。     

HEDP的热分解特性及其阻垢性能评价

研究了有氧、无氧条件以及不同pH条件下羟基亚乙基二膦酸(HEDP)在模拟工业锅炉炉水中的热分解特性,采用电导法和静态阻垢法对HEDP阻碳酸钙垢的性能进行了评价。实验结果表明,有氧和无氧条件下的HEDP热分解特性有较大的区别,pH对HEDP的热分解影响较小;电导法与静态阻垢法对阻垢剂阻CaCO3垢的评价结果具有一致性;溶液中加入5 mg/L HEDP即可达到较高的阻垢率;温度对阻垢剂的阻垢性能有较大的影响;在较低的钙离子和碳酸氢根离子浓度下,HEDP有较好的阻垢效果。     

聚环氧琥珀酸的合成及缓蚀阻垢性能研究

在实验室以马来酸酐为原料通过催化聚合制备聚环氧琥珀酸(PESA),通过对影响PESA缓蚀阻垢性能的三个合成条件(聚合反应的时间、温度和引发剂加量)设置三因素三水平正交试验组,确定PESA最佳聚合条件为:聚合反应时间为3h,温度为85℃、引发剂加量(Cat/MA)为0.07:1。在该最优条件下合成PESA,当其加量为40mg/L时,对钙离子浓度小于500mg/L的溶液阻垢效率达到100%,对钙离子浓度为600-700mg/L的溶液阻垢效率达到85%以上;PESA加量为40mg/L时,能将P110钢在温度为50℃、pH=6的腐蚀介质中的腐蚀速率控制在0.069mm/a。     

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。     

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%。