MA-APEA聚合物的合成及其去质子化程度对钙垢影响的研究
发布时间：2021-11-11 13:12
聚羧酸类阻垢剂如马来酸和丙烯酸的均聚物或共聚物,因其对钙垢的良好抑制性能,以及非磷、无氮和对环境的友好性而备受青睐。本研究以马来酸酐和烯丙氧基聚氧乙烯醚羧酸为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了聚合物阻垢剂MA-APEA。本研究主要致力于用静态阻垢法研究MA-APEA去质子化程度对抑制钙垢的影响;同时分别考察了添加量、温度、Ca2+浓度和pH等条件对聚合物抑制碳酸钙垢的影响;通过失重法研究了MA-APEA对A3碳钢的缓蚀性能和去质子化程度对缓蚀性能的影响;通过扫描电镜和X衍射分析碳酸钙晶体的形貌与晶型分布,并对MA-APEA的阻垢机理进行了探索。结果表明:不同程度的聚合物去质子化对低碳钢的不同钙垢和缓蚀性能有不同的影响;随着去质子化程度的增加,聚合物承受高碱度,高硬度和高温的性能降低;去质子化程度的变化影响文石和球霰石向方解石的转化,并且几乎不影响CaCO3晶体的晶体形态。MA-APEA已被证明是一种出色的钙垢抑制剂。
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成MA-APEA装置示意图
MA-APEA-n聚合物阻垢剂的合成及其去质子化程度对钙垢的影响14因为合成过程中，反应温度较高，部分水分蒸发导致的。2.4.3红外光谱表征(FT-IR)图2.2显示马来酸酐MA、单体APEA和聚合物MA-APEA的红外光谱分析图。MA的红外光谱如曲线(a)所示，1618、1533和862cm-1处的峰为C=C的特征峰，1782和1845cm-1处的峰可归属于酸酐基的特征峰。单体APEA的红外光谱如(b)曲线所示，2912cm-1处的峰为饱和脂肪烃C-H键的伸缩振动峰；1110cm-1处的峰为聚醚的不对称伸缩振动峰，表明了-CH2CH2O-基团的存在；937cm-1处存在着O-H的面外弯曲振动峰，在3406cm-1处的宽吸收峰为O-H键的伸缩振动峰，1721cm-1处为C=O键的伸缩振动峰，表明了分子结构羧酸官能团的存在；C=C键的共轭伸缩振动峰出现在1644cm-1附近。聚合物MA-APEA的红外光谱如(c)曲线所示，1110、1351、1452和2912cm-1处的峰可能是由于-CH2CH2O-基团的存在；3406、1721、1351和1218cm-1处的峰可以归属于羧酸基的特征峰；值得注意的是，1644cm-1（对于APEA）和1618cm-1（对于MA）处的C=C键的共轭拉伸振动峰已经完全消失。Figure2.2InfraredspectrumofMA(a),APEA(b)andMA-APEA(c)图2.2MA、APEA和MA-APEA的红外光谱图2.4.4核磁共振表征(1HNMR)图2.3显示了聚合物MA-APEA的核磁共振谱图。如图所示，对于聚合物
兰州交通大学工程硕士学位论文15MA-APEA(D2Oδppm)，3.60-3.71代表聚醚中的氢质子(CH2CH2O)，1.45为亚甲基氢质子(CH2)，1.95、2.66和2.84为次甲基氢质子(CH)，4.26代表与羧基相连碳上的氢质子(–CH2COOH)，3.24为与次甲基相连碳上的氢质子(CH2O)，4.79为溶剂残留峰(D2O)。进一步说明了MA和APEA之间发生了自由基聚合。Figure2.31H-NMRspectrumofpolymerMA-APEA图2.3聚合物MA-APEA的1H-NMR谱图2.4.5MA-APEA的凝胶色谱合成的共聚物MA-APEA的平均分子量Mn、Mw、分子量分布等数据如表2.6所示。图2.4显示了聚合物MA-APEA的凝胶色谱图，从图中可以看出聚合物MA-APEA分子量分布较窄（PDI=1.6497），峰形较尖，说明聚合物MA-APEA已经被成功合成。表2.6聚合物MA-APEA的凝胶色谱数据MnMwPDIMw/Mn停留时间(min)MA-APEA13511222891.649716.392
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型双季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价[J]. 邵明鲁,岳湘安. 腐蚀与防护. 2019(10)
[2]PBTCA和HEDP低温条件下碳酸钙阻垢性能评价[J]. 楼琼慧,谢文州,秦会敏,郦和生,吴颖. 工业水处理. 2018(04)
[3]不同阻垢剂的阻垢性能及对CaCO3晶型影响的研究[J]. 陈家驰,李虎,罗漫,阎建民,肖文德. 水处理技术. 2017(05)
[4]工业循环冷却水系统降耗减排综述[J]. 周柏青,胡梦莎. 工业水处理. 2017(03)
[5]绿色环保型AA/MA/MMA三元共聚物缓蚀剂的合成及性能研究[J]. 余嵘,赫雷刚,马志祥. 应用化工. 2016(12)
[6]缓蚀剂作用机理研究进展[J]. 赵希林,刘继宁,刘丽娟,郑雪峰. 河南化工. 2015(04)
[7]微生物污垢对典型换热器传热影响研究[J]. 曹生现,崔长龙,关晓辉,刘洋,徐志明,杨善让. 工程热物理学报. 2015(03)
[8]聚合物阻垢剂的研究进展[J]. 刘黎亚,袁木平,杨超龙,杨桂春. 胶体与聚合物. 2015(01)
[9]循环冷却水阻垢方法研究进展[J]. 谈群兴. 广东化工. 2013(22)
[10]聚乙二醇/十二烷基硫酸钠对碳酸钙晶体形貌的调控作用[J]. 宋群立,张普玉. 化学研究. 2013(06)
博士论文
[1]碳酸钙的形貌控制及表面改性研究[D]. 赵丽娜.吉林大学 2009
硕士论文
[1]HPMA-AEO-n聚合物阻垢剂的合成及其阻碳酸钙垢性能的研究[D]. 朱琛国.兰州交通大学 2019
[2]PMA-AEO-3聚合物阻垢剂的合成与性能研究[D]. 张巧玲.兰州交通大学 2018
[3]HPAM对磷酸钙结垢的影响研究[D]. 詹绍薇.东北石油大学 2016
[4]脂肪醇醚共聚物的合成与阻垢性能[D]. 李娜.南京师范大学 2013
本文编号：3488918
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成MA-APEA装置示意图
MA-APEA-n聚合物阻垢剂的合成及其去质子化程度对钙垢的影响14因为合成过程中，反应温度较高，部分水分蒸发导致的。2.4.3红外光谱表征(FT-IR)图2.2显示马来酸酐MA、单体APEA和聚合物MA-APEA的红外光谱分析图。MA的红外光谱如曲线(a)所示，1618、1533和862cm-1处的峰为C=C的特征峰，1782和1845cm-1处的峰可归属于酸酐基的特征峰。单体APEA的红外光谱如(b)曲线所示，2912cm-1处的峰为饱和脂肪烃C-H键的伸缩振动峰；1110cm-1处的峰为聚醚的不对称伸缩振动峰，表明了-CH2CH2O-基团的存在；937cm-1处存在着O-H的面外弯曲振动峰，在3406cm-1处的宽吸收峰为O-H键的伸缩振动峰，1721cm-1处为C=O键的伸缩振动峰，表明了分子结构羧酸官能团的存在；C=C键的共轭伸缩振动峰出现在1644cm-1附近。聚合物MA-APEA的红外光谱如(c)曲线所示，1110、1351、1452和2912cm-1处的峰可能是由于-CH2CH2O-基团的存在；3406、1721、1351和1218cm-1处的峰可以归属于羧酸基的特征峰；值得注意的是，1644cm-1（对于APEA）和1618cm-1（对于MA）处的C=C键的共轭拉伸振动峰已经完全消失。Figure2.2InfraredspectrumofMA(a),APEA(b)andMA-APEA(c)图2.2MA、APEA和MA-APEA的红外光谱图2.4.4核磁共振表征(1HNMR)图2.3显示了聚合物MA-APEA的核磁共振谱图。如图所示，对于聚合物
兰州交通大学工程硕士学位论文15MA-APEA(D2Oδppm)，3.60-3.71代表聚醚中的氢质子(CH2CH2O)，1.45为亚甲基氢质子(CH2)，1.95、2.66和2.84为次甲基氢质子(CH)，4.26代表与羧基相连碳上的氢质子(–CH2COOH)，3.24为与次甲基相连碳上的氢质子(CH2O)，4.79为溶剂残留峰(D2O)。进一步说明了MA和APEA之间发生了自由基聚合。Figure2.31H-NMRspectrumofpolymerMA-APEA图2.3聚合物MA-APEA的1H-NMR谱图2.4.5MA-APEA的凝胶色谱合成的共聚物MA-APEA的平均分子量Mn、Mw、分子量分布等数据如表2.6所示。图2.4显示了聚合物MA-APEA的凝胶色谱图，从图中可以看出聚合物MA-APEA分子量分布较窄（PDI=1.6497），峰形较尖，说明聚合物MA-APEA已经被成功合成。表2.6聚合物MA-APEA的凝胶色谱数据MnMwPDIMw/Mn停留时间(min)MA-APEA13511222891.649716.392
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型双季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价[J]. 邵明鲁,岳湘安. 腐蚀与防护. 2019(10)
[2]PBTCA和HEDP低温条件下碳酸钙阻垢性能评价[J]. 楼琼慧,谢文州,秦会敏,郦和生,吴颖. 工业水处理. 2018(04)
[3]不同阻垢剂的阻垢性能及对CaCO3晶型影响的研究[J]. 陈家驰,李虎,罗漫,阎建民,肖文德. 水处理技术. 2017(05)
[4]工业循环冷却水系统降耗减排综述[J]. 周柏青,胡梦莎. 工业水处理. 2017(03)
[5]绿色环保型AA/MA/MMA三元共聚物缓蚀剂的合成及性能研究[J]. 余嵘,赫雷刚,马志祥. 应用化工. 2016(12)
[6]缓蚀剂作用机理研究进展[J]. 赵希林,刘继宁,刘丽娟,郑雪峰. 河南化工. 2015(04)
[7]微生物污垢对典型换热器传热影响研究[J]. 曹生现,崔长龙,关晓辉,刘洋,徐志明,杨善让. 工程热物理学报. 2015(03)
[8]聚合物阻垢剂的研究进展[J]. 刘黎亚,袁木平,杨超龙,杨桂春. 胶体与聚合物. 2015(01)
[9]循环冷却水阻垢方法研究进展[J]. 谈群兴. 广东化工. 2013(22)
[10]聚乙二醇/十二烷基硫酸钠对碳酸钙晶体形貌的调控作用[J]. 宋群立,张普玉. 化学研究. 2013(06)
博士论文
[1]碳酸钙的形貌控制及表面改性研究[D]. 赵丽娜.吉林大学 2009
硕士论文
[1]HPMA-AEO-n聚合物阻垢剂的合成及其阻碳酸钙垢性能的研究[D]. 朱琛国.兰州交通大学 2019
[2]PMA-AEO-3聚合物阻垢剂的合成与性能研究[D]. 张巧玲.兰州交通大学 2018
[3]HPAM对磷酸钙结垢的影响研究[D]. 詹绍薇.东北石油大学 2016
[4]脂肪醇醚共聚物的合成与阻垢性能[D]. 李娜.南京师范大学 2013
本文编号：3488918
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3488918.html
最近更新
教材专著
