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《山东大学》 2016年
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利用AMPS精制爸残生产聚合物阻垢剂的研究

郭文亚  
【摘要】:循环水中加入阻垢剂能够有效地减少水中污垢的产生,提高水的利用效率。丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基并磺酸(AA-AMPS)是由丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成的聚合物,它具有良好的热稳定性和阻垢缓蚀性能,并且能在高碱度、高硬度和倍数浓缩较高的水中应用,是循环水中经常应用的共聚物类的阻垢分散剂。AMPS属于乙烯基单体,并且分子中带有磺酸基团,常用于与其他化合物的单体合成共聚物。AMPS生产提纯的过程中,会有一些废弃残渣的产生,称作AMPS精制釜残,AMPS精制釜残属于化工行业的危险废物,必须对其进行合理的处理和处置,并且釜残中含有大量可以重新利用的物质。采用对核磁共振分析(NMR)的方法对AMPS精制釜残的组成和成分进行分析,釜残中所含物质主要为AMPS醋酸(ACOH)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)和N-叔丁基丙烯酰胺(NTBA),其中AMPS的含量超过50%。文中采用不同的釜残与AA质量比合成两种溶液与工业化生产的AMPS合成AA-AMPS进行对比,并对合成共聚物的组分和结构进行表征。核磁共振分析(NMR)表明釜残参与的聚合反应的产物与正常原材料合成的AA-AMPS结构相似;红外光谱分析(FTIR)显示利用釜残合成的聚合物与AA-AMPS有着相同的官能团;热重分析(TGA)中利用釜残合成的聚合物的失重率与AA-AMPS基本一致。结果表明,利用釜残为原料合成的聚合物与正常工艺下合成的AA-AMPS有着相似的结构和热稳定性,说明釜残中的杂质对聚合反应的过程和结果没有影响。采用国标法,通过静态试验对合成聚合物的阻CaCO、Ca_3 (PO_4)_2和CaSO_4垢,分散氧化铁以及稳定锌离子性能进行测定。性能测试中,三种比例原材料合成的阻垢剂的阻垢性能都随着浓度是增加明显升高,然后趋于稳定,并且水中30 mg/L的合成阻垢剂AA-AMPS的阻Ca_3 (PO4)_2和CaSO_4的阻垢率接近100%。结果表明在利用釜残合成的聚合物与正常工艺下合成是聚合物的阻垢分散性能方面基本相同,阻垢剂溶液中所含杂质对阻垢效果几乎不产生影响。说明AMPS精制釜残可以代替AMPS用来合成AA-AMPS.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ317

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