| 题名 | 多元衣康酸共聚物的合成及电导率法对其阻垢性能的研究 |
| 作者 | 张嘉晨 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 冯辉霞 |
| 关键词 | 衣康酸 2,2-二羟甲基丙酸 阻垢剂 动力学 电导率法 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 水体结垢是目前工业循环冷却水中面临的一个严峻问题。而水是人类及一切生物赖以生存的必不可少的重要物质,是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。在此背景下,作为能有效阻止冷却水结晶成垢的阻垢剂应用而生,并得到国内外研究者的广泛研究。根据绿色化学的原理,本论文以衣康酸(IA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS),2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备了一种新型的多元共聚阻垢剂,并对所合成的多元共聚阻垢剂的性能做了进一步的研究。衣康酸(IA)是一种不饱和二元酸,分子结构中具有的一个碳碳双键与两个羧基使之化学性质活泼,并且衣康酸属于发酵产物,绿色可降解无污染,是一种合成绿色阻垢剂的良好原料。(1)本论文选用衣康酸(IA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS),2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,以水为溶剂,以(NH4)2S2O8为引发剂,通过水溶液自由基聚合的方法合成了IA/SSS/DMPA多元共聚物阻垢剂。采用了静态阻垢法研究了此多元共聚阻垢剂的阻垢性能,考察了原料配比、反应温度、反应时间、引发剂的质量分数对合成的多元共聚物阻垢性能的影响。研究结果表明:IA:SSS:DMPA(摩尔比)=4:1:1.5;引发剂用量占原料质量分数的11%;反应温度为90℃;反应时间为2.5h时,投药量为4mg/L时,共聚物对碳酸钙的静态阻垢率达到了94.9%。(2)本论文选用电导率法快速评定此多元共聚阻垢剂的阻垢性能,研究了共聚阻垢剂的用量、温度、锶离子浓度、PH值对硫酸锶垢的阻垢性能的研究。研究结果表明当多元共聚阻垢剂(IA-SSS-DMPA)浓度为4mg/L时,其相对过饱和度为1.49,对硫酸锶垢具有良好的阻垢效果;同时,温度越低,IA-SSS-DMPA的硫酸锶相对过饱和度越高,说明其适用于低温环境;锶离子浓度会降低其相对过饱和度。(3)本论文选用电导率法对硫酸锶晶核的生成,及晶体的长大的阻垢动力学机理做了探讨。实验结果表明,硫酸锶沉淀的晶核的生长速率及晶体的长大速率分别为0.12min-1及0.025 min-1,说明晶核的生长速率要快于晶体的长大速率,说明溶液中一旦有晶核的存在,就很容易生长成晶体。结晶成核是晶体生长的必要条件。并计算了硫酸锶在不同浓度阻垢剂下的表面自由能。根据阿伦尼乌斯方程(Arrhenius)可以计算出晶核生长及晶粒长大的活化能,估算硫酸锶晶核生长的活化能约为23.032KJ/mol,晶粒长大的活化能约为1.599 KJ/mol。本论文中通过红外光谱仪(FTIR)、扫面电镜(SEM)、电导率仪等测试技术对合成的共聚物样品进行表面官能团、垢体晶型结构表征、共聚物性能的测定及垢体动力学的研究。研究结果表明,衣康酸(IA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS),2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)合成的多元共聚阻垢剂对碳酸钙,硫酸锶均具有良好的阻垢效果,对比未添加共聚阻垢剂和添加共聚阻垢剂之后碳酸钙垢样,硫酸锶垢样的晶体形貌特征,并利用了电导率法对硫酸锶垢体的阻垢机理进行了进一步的探讨。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 68 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93233]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张嘉晨. 多元衣康酸共聚物的合成及电导率法对其阻垢性能的研究[D]. 2016. |
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