绿色阻垢剂的制备与阻垢研究

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1、北京化工大学硕士学位论文绿色阻垢剂的制备与阻垢研究姓名：李铁凤申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：任晓光20060518摘要绿色阻垢剂的制备与阻垢研究聚天冬氨酸(Polyasparcicacid，PASP)是受到国内外重视的绿色阻垢剂，是一种氨基酸的聚合物。PAsP不含磷，无毒，进入环境中能完全生物降解，是公认的绿色聚合物和水处理剂的更新换代产品。其用途十分广泛，涉及到工业水处理、农药、医药、日用化学品等行业。本工作研究了PAsP的制备，探讨了各种反应的影响因素，表征了合成得到的产品，进～步对其阻垢性能进行了详细的静态和动态

2、研究，探讨了PAsP的阻垢机理及影响因素。主要研究工作如下：1．以马来酸(顺丁烯二酸)和氨水(质量分数25％)为原料，在一定的温度下进行缩合得到聚琥珀酰亚胺，然后在氢氧化钠水溶液的作用下水解成PAsP的钠盐。避免了气体氨的使用，优化了合成工艺。分别对合成条件和水解条件进行了单因素研究，利用正交实验方法得到的最佳合成工艺条件为：加料摩尔比马来酸：氨=1：1．3(m01)，干燥温度180℃，干燥时间1．5小时，脱水环化温度为210℃。实验的单程平均转化率达到68．13％。最佳的水解条件为：水解温度为60℃，水解时间60分钟，Na0H质

3、量浓度为20％，摩尔比Na0H：PSI=1．2fm01)。实验的单程平均转化率达到52．3％。2．对上述条件下合成的产品进行了红外光谱表征和热性能分析。红摘要外光谱中的特征峰表明所合成的产品中含有酰胺基、羧酸基团，与前人谱图进行了对比，表明所得到的产品为聚天冬氨酸。热重分析表明其玻璃化转变温度和分解温度都较高，说明其可耐高温，热稳定性好，是一种可应用于高温245。C以下的水系统的水处理剂。3．考察了PASP对CaC03的静态阻垢性能，进行了PASP与2．膦酸丁烷．1，2，4．三羧酸(PBTCA)和氨基三亚甲基膦酸(ATMP)复配物

4、的阻垢性能的考察。研究表明PASP具有良好的阻垢性能。质量比例PASP：PBTCA=I：l(m)，PASP：ATMP=1：1㈤，复配阻垢剂的用量分别只需6mg·L’1和7mg·L‘1即可达到良好的阻垢性能；ATMP与PASP复配物阻垢性能在高温时较PBTCA与PASP复配物好。时间对PASP及其复配物的阻垢性能影响较大。4．考察了PASP对CaC03的动态阻垢性能，表明PASP阻垢性能随着pH值增大而减小，能够用于pH值高达9．0的水处理系统中：PASP能够用于钙离子浓度高达1200mg·L。1的水处理系统；PASP和羟基亚乙基二

5、膦酸(HEDP)的复配物的阻垢性能未呈现明显优势；PASP对于CaC03和CaS04两种溶液的阻垢性能区别有限。关键词：聚天冬氨酸，制备，复配物，阻垢，阻垢机理Abs仃actSTUDYoNPREPARATIoNANDSCALEINHIBITIONoFAENVIRoNMENT-FRIENDLYSCALEINHIBIToRABSTRACTPolyasparticacid(PASP)isaldndofscaleinhibitorandpolymerofaminoacidswhichhasattractedmuchatterltionof

6、domesticandintemationalrese眦hers．ThereisnophosphorinPAsP，itisnotpois。rlousandcanbetota儿ybiologicdecomposedintheenvironment．Ithasbeengenerallyacceptedandconsideredasagreenpolymerandasubstitutewaterprocessingmedicine．nsuseisVe叮e)(tensiVe，involvingtheindus奶，waterprocessi

7、ng，agrochemical，medicine，daychemicalsetc．Int11is、ⅣorkthepreparationaIlditsinfluencingf配torswerestudied．TheproductwascharacterizedandmestaticallddynaIIlicscaleinhibitingperfoHnance、vasstudiedindetail．ThescaleiI】11ibitingmechanismanditsinfluencingfactorsofPASPwereintrod

8、ucedThemainresearchisasfollows1．Withtllemaleicacid(MA)and猢oniawater(AW，25％m)，Polysuccinimide(PSI)waspreparedbythernlalpolyme