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改性腐植酸—膦基丙烯酸阻垢缓蚀剂的制备及性能研究

周达江  
【摘要】: 本文采用自然界含量丰富的泥炭作为原料,通过硝酸氧化法提高泥炭腐植酸含量,采用氢氧化钠-碳酸钠混合碱液提取出腐植酸。通过腐植酸中的羧基与氨作用生成酰胺基,然后再进行胺甲基化和季胺化反应,得到季胺化腐植酸(QHA)。最佳制备条件:精制腐植酸粉末:浓氨水(质量比)=1∶2.5,腐植酸酰胺:甲醛:二甲胺(质量比)=2∶1.8∶1.6,胺甲基化产物:氯化苄(质量比)=1∶0.8。改性腐植酸的季胺化度一般为60%~80%,其缓蚀率可达到92%,同时具有高效的杀菌灭藻作用。 利用丙烯酸、马来酸酐和次磷酸钠反应,过硫酸钠为引发剂,水为溶剂,制备膦基丙烯酸-马来酸酐共聚物(ZPS)。实验得到最佳制备条件:丙烯酸:马来酸酐(摩尔比)=3∶1,次磷酸钠质量浓度为20%,过氧化物引发剂质量浓度为15%,水浴温度90℃,反应时间4.0h,共聚物的阻垢率可达到97%。 本文首次将所得到的季胺化腐植酸(QHA)与膦基丙烯酸-马来酸酐共聚物(ZPS)进行复配,制得复合阻垢缓蚀剂QHA/ZPS,通过与QHA和ZPS阻垢性能和缓蚀性能的对比测定,发现当QHA∶ZPS质量比为(2~3)∶1复配时,QHA/ZPS的阻垢缓蚀作用表现出明显的协同效应,在较低的投加量下能够得到更好的阻垢缓蚀效果,同时,兼具优良的杀菌灭藻作用。复配共混物QHA/ZPS适用水质的pH值为7~10,水温可达到90℃。 QHA/ZPS复合水处理剂制造和使用成本低,具有工业化生产价值和很大的市场潜力。其在理论研究和实际应用等方面均有很重要的意义。


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