1. 研究目的与意义
水资源缺乏一直是我国面临的一大难题,近年来,随着我国水资源的短缺、人口数量的增加和工业生产的迅速发展,用水量也在急剧增大,如何节约用水己经成为人们生活及工业发展的趋势,水的循环使用是节约用水的有效途径,但水的循环使用会使水质逐渐变差,并会使设备结垢,影响其正常使用。
解决这个问题的有效方法是向循环水中投加阻垢剂,以防垢的生成,阻垢剂分类及研究现状阻垢剂的种类繁多,按照阻垢剂的发展过程和其结构特点,一般情况下将其分为天然聚合物阻垢剂、含磷类聚合物阻垢剂、共聚合物阻垢剂、环境友好型聚合物阻垢剂。
本文选取的就是低磷水处理剂,该水处理剂的好处在于含磷低,阻垢效果好,与传统用有机溶剂和有机引发剂的合成方法相比较,无污染、价格低廉,合成出的水解聚马来酸酐阻垢剂的阻垢效果好,而且聚合工艺简单,操作方便,易于掌握和推广;产品生产周期短,消耗小,便于工业化生产。
2. 课题关键问题和重难点
本实验拟以MA(马来酸酐)、AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、 APES(3-氨丙基-3-乙氧基甲硅烷 )为单体,以过硫酸铵为引发剂,通过水溶液自由基聚合反应合成MA/AMPS/APES三元共聚物。
因为合成的单体中含COOH等官能团对CaCO3垢、 BaSO4垢有良好的抑制作用;含-SO3H等集团对Ca3(PO4)2有良好的抑制作用,而且有阻止聚羧酸盐凝胶的作用, AMPS与硫酸钡晶核表面电荷吸附,抑制硫酸钡晶体的形成;含NH4、仲胺等官能团对硅垢有良好的抑制作用。
所以本文采取合成单体,对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡以及分散氧化铁阻垢效率的研究。
3. 国内外研究现状(文献综述)
聚合物阻垢剂的发展,拓宽了水处理的应用范围,提高了水处理技术水平。
聚合物阻垢剂具有良好的阻垢性能,现在已广泛应用于循环冷却水系统。
聚合物阻垢剂以其优异的阻垢性能,低公害或无公害,用量少,良好的溶限效应和协同效应等优点,为高浓缩倍数的碱性水处理技术在工业上的实施提供了条件。
4. 研究方案
本实验拟以马来酸酐、 APES、AMPS为单体,以过硫酸铵为引发剂,通过水溶液自由基聚合反应合成MA/APES/AMPS三元共聚物。
含COOH等官能团对CaCO3垢、 BaSO4垢有良好的抑制作用;含-SO3H等集团对Ca3(PO4)2有良好的抑制作用,而且有阻止聚羧酸盐凝胶的作用, AMPS与硫酸钡晶核表面电荷吸附,抑制硫酸钡晶体的形成;含NH4、仲胺等官能团对硅垢有良好的抑制作用实验方案:改变MA/AMPS/APES单体的比例,反应温度60℃~90℃,反应时间1-4h,引发剂的浓度4%~10%。
对碳酸钙,硫酸钙,硫酸钡阻垢率的测定,以及分散氧化铁的测定(1)阻碳酸钙,取50ml比色管,加入25ml水,加入2mlCaCl2,加不同浓度的阻垢剂,加2ml硼砂,2ml碳酸氢钠,定容,80℃,保温十小时。
5. 工作计划
第1~2周: 查阅、收集相关文献资料,设计实验方案,撰写开题报告 。
第3周:撰写开题报告PPT准备演讲,做基本实验。
地4周:进行改变单体比例对硫酸钡阻垢率的测定。
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