聚醚类无磷共聚阻垢剂aaapeyamps的合成及其性能研究.docx

摘要
摘要
本文以烯丙氧基聚醚类阻垢缓蚀剂为研究方向,以无磷、新型、高效、环境友好为目的,成功合成了聚醚类多功能团三元共聚阻垢剂丙烯酸/烯丙基聚氧乙烯羧酸/2一丙烯酰***.2.***丙磺酸(AA/APEY/Al\但S)。根据研究结果表明,该水处理剂具有制备工艺简单、阻垢性能优异、分散缓蚀性能良好等特点。
首先,用马来酸酐对烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)进行封端羧基功能化,通过酯化反应,合成了烯丙基聚氧乙烯醚羧酸盐(APEY)大分子单体,之后将大分子单体与丙
烯酸(AA)、2一丙烯酰***.2.***丙磺酸(AMPS)进行共聚反应,制备了无磷聚醚三元共聚
阻垢剂AA/APE洲PS(简称PAYS)。同时,对大单体和共聚物进行了红外光谱(FTIR)、
核磁共振氢谱(1H-NMR)和热重分析(TGA)表征,分析表明,APEG末端成功接上马来酸分子,AA、APEY、AMPS发生共聚反应且共聚物热稳定性增强。并且研究了单体配比、引发剂用量、反应温度、反应时间和链转移剂对PAYS阻垢性能的影响,确定了合成的最佳工艺。
然后,采用静态阻垢法考察了AA/APEY/AMPS的阻垢性能、分散氧化铁,并利用旋转挂片腐蚀仪评定了缓蚀性能。考察结果表明,共聚物PAYS具有优异的阻垢分散效果,同时也具备良好的缓蚀性能。在最佳工艺条件下,投加量为12mg·L。1时,%;投加量为5 mg·L。1时,硫酸钙的阻垢率达到最大100%;在投加
量为6 mg·L。1时,磷酸钙阻垢率达到最大100%;投加量为20mg·L’1时,%。另外,PAYS用量为7mg/L时,%;
当投加量为40mg/L时,%。将AA/APEY/AMPS 与市场上应用的水处理剂进行了对比研究,发现其具有明显的优势,性能优于大部分市售阻垢剂。除此之外,还考察了循环水质对PAYS性能的影响,结果表明共聚物在条件苛刻的水质中仍能具有良好的阻垢缓蚀分散性能。
通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X一射线粉末衍射(XRD),对碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硫酸钡的水垢表面形貌和晶体结构的变化进行了详细的分析。发现在加入PAYS之后,水垢的的形貌、晶体尺寸以及晶型发生了明显的变化。因此我们对PAYS阻垢机理进行了深入的探讨,得出以下结论:在水垢成核阶段通过螯合作用和吸附作用共同影响使晶核无法正常生长;在晶体生长阶,分散作用增加螯合物的溶解度,静电斥力作用阻碍水垢的碰撞聚集,从而使水垢变得松软易于冲走,故 AA/APEY/AMPS的阻垢缓蚀机理是通过螯合分散、吸附作用和静电斥力共同作用而达到的。
关键词:无磷环保;阻垢;缓蚀;阻垢机理
万方数据
Abstract
Abstract
This paper mainly focus on research a polyether-based terpolymer antiscalant and the main aim to gain a ,newly,high—effective and environmental friendly agent· The polymeric scale inhibitor and dispersion agent(PAYS)was prepared by graft copolymerization of acrylic acid(AA),allylpolyethoxy carboxylate(APEY)and
2-—propanesulfonic acid(AMPS)by using ammomum persulfate as a
radical initiator in aqueous results show that the terpolymer has characteristics
of simple preparation process technology,excellent scale inhibition performance and great
corrosion inhibition and dispersion.
The polymeric scale inhibition and dispersion agents(PAYS)were prepared by graft copolymerization of acrylic acid(AA),allylpolyethoxy carboxylate(APEY)and 2-acryl