ESA/AMPS共聚物的合成、性能评定及机理初探
发布时间：2023-05-13 22:36
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的条件下与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,得到一种新型多功能阻垢分散剂—ESA/AMPS共聚物。在合成ESA过程中,在对马来酸酐和氢氧化钠的配比、反应温度、反应时间、双氧水用量研究的基础上,针对催化剂的选择、配比和用量进行了更为详细的研究,得到了最优的合成条件。在合成ESA/AMPS过程中,通过一系列单因素实验探讨了单体质量比、共聚时间、共聚温度和引发剂用量对共聚物阻垢性能的影响,确定了最佳合成条件。本文采用静态阻垢法测定ESA/AMPS共聚物对CaCO3、Ca3(PO4)2的阻垢性能,探讨了共聚物分散Fe2O3性能以及生物降解性能。实验结果表明:ESA/AMPS共聚物具有良好的阻垢分散性能及生物降解性能。当加药量达到28 mg/L时,ESA/AMPS共聚物对CaCO3的阻垢率达到74.9%。当加药量达到35 mg/L时,ESA/AMPS共聚物对Ca3(PO4)2的阻垢率可达到100%。加药量达到35 mg/L时,透光率仅为57%,说明ESA/AMPS共...
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 聚合物阻垢剂的分类及研究现状
1.2.1 天然的聚合物类阻垢剂
1.2.2 含羧基聚合物阻垢剂
1.2.3 含磺酸基聚合物阻垢剂
1.2.4 含膦酸聚合物阻垢剂
1.2.5 环境友好型绿色阻垢剂
1.3 阻垢机理研究
1.3.1 阻垢机理分类
1.3.2 含羧基聚合物阻垢剂的机理研究
1.3.3 含磺酸基聚合物阻垢剂的机理研究
1.3.4 含膦酸基聚合物阻垢剂的机理研究
1.4 环氧琥珀酸在水处理领域的研究进展及现状
1.4.1 聚环氧琥珀酸的研究进展
1.4.2 聚环氧琥珀酸衍生物的研究进展
1.5 本课题研究的目的、意义和主要内容
第二章 实验部分
2.1 主要原料和试剂
2.2 主要仪器
2.3 PESA均聚物及ESA/AMPS共聚物的合成方法
2.3.1 中间产物ESA的合成
2.3.2 PESA均聚物的合成
2.3.3 ESA/AMPS共聚物的合成
2.4 实验水样
2.5 实验方法
2.5.1 中间产物ESA产率的测定
2.5.2 静态阻碳酸钙性能评定
2.5.3 静态阻磷酸钙性能测定
2.5.4 分散Fe2O3性能的测定
2.5.5 聚合物生物降解性能的测定-生物摇床法
2.6 聚合物表征
2.6.1 产物的提纯
2.6.2 红外光谱表征
2.6.3 元素分析
2.6.4 核磁共振表征
2.7 垢样的晶型分析
2.7.1 垢样的制备
2.7.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.7.3 X-射线衍射分析
2.7.4 激光粒度分析
第三章 共聚物的合成、表征和与均聚物性能对比研究
3.1 中间产物ESA的合成
3.1.1 环氧化温度与ESA的收率的关系
3.1.2 MA和NaOH摩尔比与ESA的收率的关系
3.1.3 H2O2用量与ESA的收率的关系
3.1.4 环氧化时间与ESA的收率的关系
3.1.5 复合催化剂比例与ESA的收率的关系
3.1.6 复合催化剂用量与ESA的收率的关系
3.2 ESA/AMPS共聚物的合成
3.2.1 单体配比对共聚物阻垢性能的影响
3.2.2 共聚时间对共聚物阻垢性能的影响
3.2.3 共聚温度对共聚物阻垢性能的影响
3.2.4 过硫酸铵用量对共聚物阻垢性能的影响
3.3 ESA、ESA/AMPS共聚物和PESA均聚物的表征
3.3.1 红外光谱表征
3.3.2 ESA/AMPS共聚物的核磁共振谱图
3.3.3 ESA/AMPS共聚物的元素分析
3.4 ESA/AMPS共聚物和PESA均聚物阻垢分散性能对比
3.4.1 ESA/AMPS共聚物与PESA的阻碳酸钙垢性能对比
3.4.2 ESA/AMPS共聚物与PESA的阻磷酸钙垢性能对比
3.4.3 ESA/AMPS共聚物与PESA的分散氧化铁性能对比
3.5 ESA/AMPS共聚物与PESA的生物降解性能对比
3.6 本章小结
第四章 共聚物阻垢机理分析
4.1 ESA/AMPS共聚物阻垢机理分析
4.1.1 静态阻垢实验CaCO3垢样的SEM分析
4.1.2 静态阻垢实验CaCO3垢样的XRD分析
4.1.3 静态阻垢实验CaCO3垢样的粒径分析
4.2 ESA/AMPS共聚物阻垢机理研究
4.2.1 成垢的晶核形成阶段
4.2.2 成垢的微晶形成阶段
4.2.3 成垢的晶体形成阶段
4.3 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
攻读学位期间所取得的相关科技成果
本文编号：3816659
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 聚合物阻垢剂的分类及研究现状
1.2.1 天然的聚合物类阻垢剂
1.2.2 含羧基聚合物阻垢剂
1.2.3 含磺酸基聚合物阻垢剂
1.2.4 含膦酸聚合物阻垢剂
1.2.5 环境友好型绿色阻垢剂
1.3 阻垢机理研究
1.3.1 阻垢机理分类
1.3.2 含羧基聚合物阻垢剂的机理研究
1.3.3 含磺酸基聚合物阻垢剂的机理研究
1.3.4 含膦酸基聚合物阻垢剂的机理研究
1.4 环氧琥珀酸在水处理领域的研究进展及现状
1.4.1 聚环氧琥珀酸的研究进展
1.4.2 聚环氧琥珀酸衍生物的研究进展
1.5 本课题研究的目的、意义和主要内容
第二章 实验部分
2.1 主要原料和试剂
2.2 主要仪器
2.3 PESA均聚物及ESA/AMPS共聚物的合成方法
2.3.1 中间产物ESA的合成
2.3.2 PESA均聚物的合成
2.3.3 ESA/AMPS共聚物的合成
2.4 实验水样
2.5 实验方法
2.5.1 中间产物ESA产率的测定
2.5.2 静态阻碳酸钙性能评定
2.5.3 静态阻磷酸钙性能测定
2.5.4 分散Fe2O3性能的测定
2.5.5 聚合物生物降解性能的测定-生物摇床法
2.6 聚合物表征
2.6.1 产物的提纯
2.6.2 红外光谱表征
2.6.3 元素分析
2.6.4 核磁共振表征
2.7 垢样的晶型分析
2.7.1 垢样的制备
2.7.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.7.3 X-射线衍射分析
2.7.4 激光粒度分析
第三章 共聚物的合成、表征和与均聚物性能对比研究
3.1 中间产物ESA的合成
3.1.1 环氧化温度与ESA的收率的关系
3.1.2 MA和NaOH摩尔比与ESA的收率的关系
3.1.3 H2O2用量与ESA的收率的关系
3.1.4 环氧化时间与ESA的收率的关系
3.1.5 复合催化剂比例与ESA的收率的关系
3.1.6 复合催化剂用量与ESA的收率的关系
3.2 ESA/AMPS共聚物的合成
3.2.1 单体配比对共聚物阻垢性能的影响
3.2.2 共聚时间对共聚物阻垢性能的影响
3.2.3 共聚温度对共聚物阻垢性能的影响
3.2.4 过硫酸铵用量对共聚物阻垢性能的影响
3.3 ESA、ESA/AMPS共聚物和PESA均聚物的表征
3.3.1 红外光谱表征
3.3.2 ESA/AMPS共聚物的核磁共振谱图
3.3.3 ESA/AMPS共聚物的元素分析
3.4 ESA/AMPS共聚物和PESA均聚物阻垢分散性能对比
3.4.1 ESA/AMPS共聚物与PESA的阻碳酸钙垢性能对比
3.4.2 ESA/AMPS共聚物与PESA的阻磷酸钙垢性能对比
3.4.3 ESA/AMPS共聚物与PESA的分散氧化铁性能对比
3.5 ESA/AMPS共聚物与PESA的生物降解性能对比
3.6 本章小结
第四章 共聚物阻垢机理分析
4.1 ESA/AMPS共聚物阻垢机理分析
4.1.1 静态阻垢实验CaCO3垢样的SEM分析
4.1.2 静态阻垢实验CaCO3垢样的XRD分析
4.1.3 静态阻垢实验CaCO3垢样的粒径分析
4.2 ESA/AMPS共聚物阻垢机理研究
4.2.1 成垢的晶核形成阶段
4.2.2 成垢的微晶形成阶段
4.2.3 成垢的晶体形成阶段
4.3 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
攻读学位期间所取得的相关科技成果
本文编号：3816659
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