膦酰基羧酸共调聚物的合成及性能

以丙烯酸 (AA) ,2 -丙烯酰胺基 - 2 -甲基 -丙磺酸 (AMPS) ,次亚磷酸钠及过硫酸钠等为原料 ,合成了多功能水处理剂膦酰基羧酸共调聚物 ,以合成产品对 Ca CO3 的抑制能力为考核指标 ,研究了反应条件对碳酸钙垢、磷酸钙垢、锌盐沉积的抑制能力及对氧化铁的分散能力 .在原料配比 m(AA)∶ m(AMPS) =3∶ 1,m(Na H2 PO2 )∶ m(Na2 S2 O8)∶ m(AA+AMPS) =15∶ 2 .5∶ 10 0 ,反应温度为 110℃ ,反应时间为 4 h的反应条件下 ,所合成的产品具有优良的阻垢分散性能 ,优于羟基乙叉二膦酸 (HEDP)和水解聚马来酸酐 (HPMA) .

新型阻垢剂-膦酰基羧酸共调聚物对碳酸钙阻垢性能实验研究

本文采用静态实验方法,对不同条件下新型阻垢剂膦酰基羧酸共调聚物抑制碳酸钙垢的性能变化规律进行了实验研究。研究表明,在水温低于60℃的情况下,膦酰基羧酸共调聚物具有良好的抑垢性能;在较高硬度时亦有较好的阻垢效果。此外,结合垢粒的电镜照片对其阻垢机理进行了简要分析。结果表明,膦酰基羧酸共调聚物极适于工业循环冷却水系统的水处理过程。

膦酰基羧酸共调聚物的阻垢性能研究

采用静态与动态试验方法,对新型阻垢剂膦酰基羧酸共调聚物抑制碳酸钙垢的性能进行了试验研究。静态试验研究表明,在水温低于60℃,钙硬度为600mg/L(以CaCO3计)的情况下,膦酰基羧酸共调聚物具有良好的阻垢性能,投加量为5mg/L时,阻垢率超过90%;在较高硬度时亦有较好的阻垢效果。动态试验研究表明,成垢溶液添加阻垢剂之后,污垢热阻大为减小,换热表面基本不结垢。因此,膦酰基羧酸共调聚物极适于工业循环冷却水系统的水处理过程。结合垢粒的扫描电镜照片对膦酰基羧酸共调聚物的阻垢机理进行了简要分析。

低磷含量膦羧酸共调聚物的合成

以马来酸酐 ,丙烯磺酸钠 ,次磷酸二氢钠及过硫酸钠等为原料 ,合成了低磷含量的膦羧酸共调聚物 ,探讨了原料配比 ,反应温度 ,反应时间对合成产品阻垢性能的影响。结果表明 :当反应温度为 60℃ ,反应时间 4 h,单体配比为 :n (马来酸酐 )∶ n (丙烯磺酸钠 ) =2∶ 1 ,m ( Na H2 PO2 )∶ m ( Na2 S2 O8)∶ m ( MA+SAS) =1 0∶7.5∶ 1 0 0时 ,所合成产品对阻止 Ca CO3 、Ca3 ( PO4 ) 2 和锌盐沉积的综合性能最佳。

膦酰基羧酸的合成方法与阻垢性能的关系

采用4种方法合成了膦酰基羧酸聚合物(POCA):①以次磷酸钠与丙酮反应生成中间体,再与丙烯酸(AA)及2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸(AMPS)聚合,生成物用次氯酸钠氧化得目标产物;②亚磷酸二乙酯与AA、AMPS在二特丁基过氧化物引发剂存在下进行调聚反应,然后用浓盐酸水解。③AA与AMPS的共聚物与三氯化磷在环丁砜中反应。④以双氧水为引发剂,AA、AMPS与亚磷酸在水溶液中聚合反应得目标产物。同时研究了不同方法下合成的产品对碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙和锌盐沉积的抑制能力。结果表明:①随加药量的增加,不同方法合成出的4种产品对碳酸钙的抑制能力提高,POCA-1和POCA-2的性能相当,优于POCA-4和POCA-3;②不同方法合成出的产品对磷酸钙的抑制能力存在"临界值"效应,即当加药浓度低时阻垢能力较差,当加药质量浓度超过一定值后,抑制能力迅速提高到100%,方法1,3和4合成出的产品临界值为20mg/L,方法2为15mg/L;③4种产品对硫酸钙沉淀均有较好的抑制能力;随加药量的增加,4种产品对硫酸钙的抑制能力提高。产品POCA-1,POCA-2和POCA-3性能相当;④4种方法合成的产品对锌盐沉积具有优良的抑制作用,随加药量的增加,其稳定锌盐的能力提高,其中POCA-2和POCA-4的性能基本相当,优于POCA-1和POCA-3。考虑产品的综合性能,方法2所合成的产品?

膦酰基羧酸调聚物缓蚀性能的量子化学研究

研究中发现膦酰基羧酸调聚物(POCA)对碳钢的缓蚀作用良好,而丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸的共聚物(AA- AMPS共聚物)则几乎无缓蚀作用。量子化学方法计算表明POCA调聚物的前线HOMO分子轨道能量较AA-AMPS共聚物大,所以POCA更容易为铁的空d轨道提供电子;AA-AMPS共聚物中对HOMO轨道电荷密度贡献较大的主要是AMPS分子中酰胺基团的N和O原子,O原子的电子轨道布居数虽然较大,但贡献却比N原子小(10%左右),而N原子贡献虽然较大(75%左右),但电子轨道布居数小,因此很难在酰胺基团处与金属吸附。POCA分子中膦酰基基团的P原子和O原子对HOMO轨道电荷密度贡献分别达到70%和20%,且其轨道电子布居数较大,因此较容易通过膦酰基与金属配位吸附而缓蚀性能良好。POCA的缓蚀功能由引入链分子中的膦酰基基团获得,羧酸基团和磺酸基团基本无作用。

膦酰基羧酸调聚物对硫酸钙的阻垢机理

静态阻垢法试验表明,膦酰基羧酸聚合物(POCA)对硫酸钙垢沉积具有优异的抑制作用,当加药量为5mg/L时阻垢率达到100%。投加POCA前后硫酸钙表观形貌的变化的扫描电镜分析证实,POCA对垢晶体具有强烈的扭曲畸变作用。随着加药浓度的提高,POCA对晶面的畸变作用增强。采用分子动力学(MD)模拟,计算了POCA与硫酸钙晶体的最主要生长面(020)和主要生长面(010)晶面的相互作用,对体系各种相互作用的分析表明,POCA在与硫酸钙晶体结合过程中其结合能远大于常规吸附能,使其容易占据晶体的活性生长点而使晶格发生畸变;POCA对(020)晶面的作用比对(010)晶面的强;超分子体系的作用能主要由库仑作用提供。

绿色复合阻垢剂PASP/POCA的抗垢强化传热实验研究

采用动态法,对复合阻垢剂PASP/POCA的抗垢强化传热性能进行了实验研究.结果表明,复合阻垢剂阻垢效果非常显著.成垢溶液添加复合阻垢剂之后,污垢热阻大为减小,阻垢率达到98%左右.对污垢晶体的扫描电镜观察表明,经复合阻垢剂处理的CaCO3晶体结构由致密型变为结构松散型,抑制了换热表面结垢.

新型高效水处理剂的研制

本文简单介绍了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的性能及应用,工业循环冷却水处理中阻垢剂的发展历史与最新进展。并首次以马来酸酐(MA)、AMPS、NaH2PO2为单体,水为溶剂、过硫酸氨为引发剂合成低磷含量的膦羧酸共调聚物,探讨了单体配比为n(MA):n(AMPS)=2:1;m(NaH2PO2):m(MA+AMPS)=10:100时反应温度,反应时间对合成产品的影响。