磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物的合成及其性能研究

摘要

本论文研究了SSMA的合成及其阻垢性能，采用两种体系合成SSMA：KPS体系和H<,2>O<,2>体系。通过比较确定以H<,2>O<,2>体系合成SSMA，并对其进行改性合成SSMA-HPA。 以水为溶剂，过氧化氢为引发剂，硫酸铁铵为催化剂，以马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SS)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为单体，通过溶液聚合方法，合成聚合物阻垢剂。考察了单体配比、引发剂用量、催化剂用量、反应温度及反应时间对聚合物合成的影响，并通过正交实验，确定了最佳聚合物条件。采用红外光谱法(IR)和差重分析(TG)对聚合物进行了表征。 利用静态阻垢法，研究了聚合物对碳酸钙垢、硫酸钙垢和锌盐沉积的抑制作用。结果说明，聚合物对垢物的抑制效果明显，SSMA和ISSMA-HPA对CaCO<,3>的阻垢率分别为61.53％和169.57％；对CaSO<,4>的阻垢率分别为56.21％和55.16％；对Zn<'2+>盐的阻垢率分别为52.28％和74.66％。 通过扫描电镜和X衍射仪对加入聚合物前后钙垢进行分析，可以看出加入聚合物后，钙垢晶体发生了晶格畸变。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1水资源和节水

1.2聚合物阻垢剂的研究现状

1.2.1天然聚合物

1.2.2均聚物

1.2.3丙烯酸、马来酸(酐)类共聚物

1.2.4膦基羧酸共聚物

1.2.5含磺酸基共聚物

1.3马来酸酐-苯乙烯磺酸钠共聚物(SSMA)简介

1.3.1 SSMA性质及其结构特征

1.3.2 SSMA国内外发展状况

1.3.3 SSMA的应用前景

1.4本课题研究的目的及意义

1.5本课题的研究内容

2以KPS体系合成SSMA

2.1聚合反应机理

2.1.1自由基聚合反应

2.1.2 SSMA的反应历程

2.2实验方案设计

2.2.1合成路线选择

2.2.2聚合方式选择

2.2.3反应条件选择

2.3实验部分

2.3.1实验药品及仪器

2.3.2合成实验步骤

2.3.3聚合物的分离与精制

2.4结果与讨论

2.4.1转化率与反应时间及温度的关系

2.4.1采用KPS体系合成SSMA的正交实验

3以H2O2体系合成SSMA及SSMA-HPA

3.1实验部分

3.1.1实验药品及仪器

3.1.2合成实验步骤

3.1.3聚合物的分离与精制

3.1.4聚合物的表征

3.1.5聚合物的物化性质测定

3.2实验结果和讨论

3.2.1 SSMA的合成工艺研究

3.2.2 SSMA-HPA的合成工艺研究

3.2.3聚合物的结构表征

3.2.4聚合物的物化性质

3.3本章小结

4聚合物阻垢性能实验及阻垢机理研究

4.1阻垢剂的阻垢机理

4.2阻垢性能评定实验

4.2.1实验仪器及药品

4.2.2实验步骤

4.2.3实验结果的表示及其计算

4.3阻碳酸钙垢性能分析

4.3.1不同聚合物浓度与阻垢性能的关系

4.3.2不同钙离子浓度与阻垢性能的关系

4.3.3不同碳酸氢根离子浓度与阻垢性能的关系

4.3.4不同pH值与阻垢性能的关系

4.4阻硫酸钙垢性能分析

4.4.1不同聚合物浓度与阻垢性能的关系

4.4.2不同钙离子浓度与阻垢性能的关系

4.4.3不同硫酸根离子浓度与阻垢性能的关系

4.5稳定锌盐沉积性能分析

4.6与其它药剂阻垢性能的比较

4.7阻垢机理分析

4.7.1碳酸钙垢

4.7.2硫酸钙垢

4.8本章小结

结论

致谢

参考文献