聚环氧琥珀酸的合成、性能及在磁化水中的阻垢作用

论文摘要

聚环氧琥珀酸是一种可生物降解的绿色环保型阻垢分散剂,是目前水处理剂研究的热点之一;磁化水抑垢技术无毒、无污染、投资少、应用方便,是未来水处理领域的一个研究热点。为此本文将聚环氧琥珀酸与磁场结合起来,研究其协同阻垢性能,减少阻垢剂用量,旨在开发一种新的物理化学水处理技术。以马来酸酐为原料,一步法合成聚环氧琥珀酸。通过单因素试验和正交试验法,对实验中影响聚环氧琥珀酸阻CaCO3垢性能的主要因素进行了考察,得到聚环氧琥珀酸的最佳合成工艺条件,并研究了聚环氧琥珀酸的阻垢、缓蚀性能和生物降解性能。结果表明:环氧琥珀酸具有较好阻垢、缓蚀性能和生物降解性能。当聚环氧琥珀酸用量为20mg·L-1,其阻垢率达86.5%;当聚环氧琥珀酸用量为125mg·L-1,其缓蚀率达91.94%。提出了聚环氧琥珀酸与磁场协同作用处理工业循环冷却水的新技术。研究了聚环氧琥珀酸与磁场在不同使用条件下的协同阻垢性能。静态和动态实验结果表明,聚环氧琥珀酸与磁场之间具有明显的协同阻垢作用,二者协同作用可进一步提高聚环氧琥珀酸的阻垢性能,可大大减小聚环氧琥珀酸的用量。利用扫描电镜对垢样进行了观察,探讨其阻垢机理。结果表明,聚环氧琥珀酸与磁场协同作用可使碳酸钙晶体发生更明显的断裂和扭曲现象,使晶粒更加细小分散。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 前言
• §1-2 循环冷却水系统
• 1-2-1 直流冷却水系统
• 1-2-2 循环冷却水系统
• 1-2-3 循环冷却水系统中的沉积物
• 1-2-4 循环冷却水系统水垢的控制
• §1-3 聚环氧琥珀酸的研究现状
• 1-3-1 聚环氧琥珀酸的合成
• 1-3-2 PESA的阻垢性能
• 1-3-3 PESA的缓蚀性能
• 1-3-4 PESA的协同性能
• 1-3-5 PESA的可生物降解性
• 1-3-6 其它
• 1-3-7 发展前景
• §1-4 聚合物阻垢机理
• §1-5 关于磁化水抑垢技术
• 1-5-1 磁化抑垢技术的应用
• 1-5-2 磁化抑垢技术的进展
• 1-5-3 磁化抑垢技术的前景
• §1-6 本课题研究的目的、意义及主要内容
• 第二章 实验部分
• §2-1 主要试剂和原料
• §2-2 PESA的合成方法
• §2-3 实验水样
• §2-4 实验装置
• 2-4-1 磁化水实验装置
• 2-4-2 动态实验装置
• §2-5 产物表征及性能评定方法
• 2-5-1 产物结构分析——红外测试
• 2-5-2 静态阻垢实验
• 2-5-3 动态阻垢实验
• 2-5-4 缓蚀性能的测试——旋转挂片法
• 2-5-5 生物降解性的测定——摇床实验法
• 2-5-6 垢样的晶型分析
• 第三章 聚环氧琥珀酸的合成及其性能研究
• §3-1 聚环氧琥珀酸的合成
• 3-1-1 催化剂用量对产物阻垢率的影响
• 3-1-2 环化pH值对产物阻垢率的影响
• 3-1-3 环化温度对产物阻垢率的影响
• 3-1-4 环化时间对产物阻垢率的影响
• 3-1-5 引发剂用量对产物阻垢率的影响
• 3-1-6 聚合温度对产物阻垢率的影响
• 3-1-7 聚合时间对产物阻垢率的影响
• 3-1-8 正交实验分析
• §3-2 聚环氧琥珀酸的性能
• 3-2-1 聚环氧琥珀酸的红外谱图
• 3-2-2 聚环氧琥珀酸的阻垢性能
• 3-2-3 聚环氧琥珀酸的缓蚀性能
• 3-2-4 聚环氧琥珀酸的生物降解性
• §3-3 本章小结
• 第四章 聚环氧琥珀酸在磁化水中的阻垢作用及机理分析
• §4-1 聚环氧琥珀酸在磁化水中的静态浓缩阻垢率
• 4-1-1 不同聚环氧琥珀酸浓度下的阻垢性能
• 4-1-2 不同水温下的协同阻垢性能
• 4-1-3 不同水质硬度下的协同阻垢性能
• 4-1-4 不同磁化时间下的协同阻垢性能
• §4-2 聚环氧琥珀酸在磁化水中的动态浓缩阻垢率
• 4-2-1 以垢重计算的阻垢率
• 4-2-2 以钙离子计算的阻垢率
• §4-3 聚环氧琥珀酸与磁场协同作用阻垢机理分析
• 4-3-1 静态阻垢实验垢样的SEM分析
• 4-3-2 动态阻垢实验垢样的SEM分析
• §4-4 本章小节
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果