聚环氧琥珀酸的合成、性能及在磁化水中的阻垢作用
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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CaCO_3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。
Polyepoxysuccinic acid(PESA) is a kind of biodegradable environmentally friendly scale inhibition dispersing agent.At prement,research on PESA is a hotspot of water treatment agents. In this paper,PESA and its synergetic scale inhibition effect with magnetic field were investigated to develop an new physical-chemical water treatment technology.
     PESA was synthesized from maleic anhydride in one step.The main factors of influencing the performance of inhibiting calcium carbonate scale were investigated through the single factor and orthogonal test method,and the optimum conditions of the synthetic process were obtained. The performance of scale and corrosion inhibition and biodegradation of PESA were studied. The test results indicated that PESA had good scale and corrosion inhibition and biodegradation. Its scale inhibition rate is 86.5%when the dosage of PESA is 20 mg·L~(-1).Its corrosion inhibition rate could come to 91.94%when its dosage is 125 mg·L~(-1).
     A new water treatment technique used in circulating cooling water system employing the synergism of PESA and magnetic field was put forward.The synergism scale inhibition performance of magnetic field and PESA was investigated under different operation conditions. Both the static and dynamic experiments results showed that there existed a remarkable synergism between the magnetic field and PESA.Synergism between the magnetic field and PESA further improved performance of scale inhibition on calcium carbonate,and the dosage of PESA greatly reduced.The calcium carbonate samples were characterized by SEM technique. The results showed that the synergism between magnetic field and PESA could split and distort calcium carbonate crystallite more remarkably,causing the calcium carbonate crystallite to get much finer and more dispersive.
引文
[1]严瑞瑄.水处理剂应用手册[M].第二版.北京:化学工业出版社,2003.4-15
    [2]余谋昌.中国资源现状[J].中国城市经济,2004,(8):4-9
    [3]周本省.工业水处理技术[M].第二版.北京:化学工业出版社,2002.32-74
    [4]唐受印,戴友芝.工业循环冷却水处理[M].北京:化学工业出版社,2003.1-103
    [5]龙荷云.循环冷却水处理[M].南京:江苏科学技术出版社,1984.12
    [6]周本省.工业循环冷却水处理技术进展(Ⅰ)[J].清洗世界,2004,20(11):21-23
    [7]周本省.工业循环冷却水处理技术进展(Ⅱ)[J].清洗世界,2004,20(11):21-23
    [8]秦会敏,郦和生.绿色水处理剂聚环氧琥珀酸的研究进展[J].石化技术,2003,10(4):52-55
    [9]Ross R J,Low K C,Shannon J E.Polyasopartatc scale inhibitors biodegrasable alternative to polyacrylate[J].Materials Performance,1997,36(4):53-57
    [10]熊蓉春.绿色化学与21世纪水处理剂发展战略[J].环境工程,2000,18(2):22-24
    [11]Tillmon H P.Detergent formulations[P].US 3776850.1973
    [12]Bush R D,Heinzman S W.Ether hydroxypolycarboxylate detergency builders[P].US 4654159.1987
    [13]Brown J M,Mcdowell J F.Methods of controlling scale formation in aquous systems[P].US 5062962.1991
    [14]Fuknmoto Y.Water Treating agents for prevention of metal corrosion and scale generation[P].JP 04166298.1990
    [15]熊蓉春,魏刚.绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成[J].工业水处理,1999,19(3):11-13
    [16]Zidovec D F.Prabhu P M.Calcium carbonate scale controlling method[P].US 5562830.1996
    [17]纪永量.高擎可持续发展的旗帜.促进水处理行业的发展[J].工业水处理,1998,18(1):3-7
    [18]熊蓉春,董雪玲.水处理剂发展趋向绿色化[J].中国环保产业,2003,(6):46-47
    [19]魏刚,周庆.水处理中的绿色化学与绿色技术[J].现代化工,2002,(12):43-46
    [20]王风云,吕志芳.聚环氧琥珀酸钠的合成及阻垢性能[J].应用化学,2001,18(9):746-748
    [21]张冰如,李风亭.聚环氧琥珀酸的多元阻垢性能[J].工业水处理,2002,22(9):21-24
    [22]白华萍,赵志仁.聚环氧琥珀酸的合成及性能评定[J].工业水处理,2002,22(12):24-26
    [23]孙咏红,周晓慧.绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸钠的合成[J].大连铁道学院学报,2004,25(1):93-95
    [24]周晓蔚,赵鑫.聚环氧琥珀酸对铜缓蚀性能的研究[J].腐蚀科学与防护技术,2004,16(3):172-174
    [25]余育新,李建军.聚环氧琥珀酸钠阻碳酸钙垢性能研究[J].环境工程,2005,23(1):85-87
    [26]侯振宇,张秋禹.聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢性能研究[J].工业用水与废水,2006,37(2):73-76
    [27]周晓慧.高效环保型循环冷却水处理剂的开发研制:[硕士学位论文].大连:大连交通大学,2004
    [28]王亚权,潘明.聚环氧琥珀酸及其盐的制备方法[P].CN 1470493.2003
    [29]冯辉霞,方卫东.环氧琥珀酸钠及其聚合物的制备方法[P].CN 16833 13.2004
    [30]雷武,王风云.绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成与阻垢机理初探[J].化工学报,2006,57(9):2207-2212
    [31]冯辉霞,张婷.一步法合成聚环氧琥珀酸实验研究[J].现代化工,2006,26(2):331-334
    [32]杨莹琴,段香芝.生物降解性阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢性能研究[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2004,17(2):221-223
    [33]Brown J M.Method of controlling scale formation in aqueous systems[P].US 5147555.1992
    [34]吕志芳,董伟.聚环氧琥珀酸的阻垢缓蚀性能研究[J].工业水处理,2001,21(3):23-25
    [35]高书峰,黄勇.绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸钠的合成及工艺[J].高分子材料科学与工程,2006,22(6):67-70
    [36]Carey W S.Composition for controlling scale formation in aqueous systems[P].US 5866032.1999
    [37]熊蓉春,周庆.绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的缓蚀协同效应[J].化工学报,2003,54(9):1323-1325
    [38]张冰如,李辉.聚环氧琥珀酸对碳钢的缓蚀协同效应的研究[J].工业水处理,2006,26(2):53-56
    [39]Ehrhardt W C.Method and composition for inhibiting corrosion in aqueous sustems[P].US 6585933.2003
    [40]陈嫩云,李建军.新型缓蚀阻垢剂的开发[J].工业水处理,2006,26(2):59-61
    [41]Fader M K.Methods of preventing scaling involving inorganic compositions and inorganic compositions therefor[P].US 6355214.2002
    [42]魏刚,许亚男.阻垢剂的可生物降解性研究[J].北京化工大学学报,2001,28(1):59-62
    [43]张建枚,金栋.改性聚环氧琥珀酸的合成及性能研究[J].工业水处理,2006,26(8):36-38
    [44]汪祖模.水质稳定剂[M].上海:华东化工学院出版社,1991.12-66
    [45]陆柱,蔡兰坤.水处理药剂[M].北京:化学工业出版社,2002.20-30
    [46]Vemeiren T.Magnetic treatment device for liquids[P].US 2652925.1953
    [47]周军,窦照英.绿色防垢技术[M].北京:化学工业出版社,2004.1-232
    [48]赵新杰.磁化水物理特性的测试[J].宁夏大学学报(自然科学报),1998,16(3):29-33
    [49]朱元保,颜流水.磁化水的物理化学性能[J].湖南大学学报,1999,26(1):21-32
    [50]张宝铭,刘有昌.水的磁化处理[J].工业水处理,1994,14(3):10-11
    [51]刘有昌.磁化水抑垢机理的研究[J].哈尔滨工业大学学报,2000,32(1):86-94
    [52]Coey J M D,Cass S.Magnetic Water Treatment[J].Journal of Magnetism and Magnetic Materials,2000,20(9):71-74
    [53]Donaldson J D.The magnetic treatment of fluids[J].Brewers Guardian,1990,(7):20-24
    [54]梁德义.磁水应用于锅炉防、除垢的实验[J].水处理技术,1989,15(3):183-185
    [55]武理中.磁处理循环冷却水防垢机理初探[J].净水技术,2000,18(3):22-23
    [56]曹刚.高频电磁场无菌磁化水设备在空压机冷却水防垢中的应用[J].山东冶金,2000,22(1):65-66
    [57]刘卫国,刘建东.磁处理器DAM防腐阻垢实验研究[J].工业水处理,2004,24(11):52-55
    [58]刘振法,王延吉.稀土永磁材料与聚天冬氨酸协同阻垢研究[J].水处理技术,2005,31(2):55-57
    [59]罗漫,陆柱.磁化水的研究现状及进展[J].水处理技术,1999,25(6):339-343
    [60]李裕芳.工业水处理和海水淡化技术应用与发展研讨会文集[C].北京,1999
    [61]徐寿昌.工业冷却水处理技术[M].北京:化学工业出版社,1984.2-59
    [62]陆柱.油田水处理技术[M].北京:石油工业出版社,1990.55
    [63]Betz.Handbook of Industrial Water Conditioning[M].1985
    [64]Kurita.Handbook of Water Treatment[M].1985
    [65]Auan G G,Neogi A N.Marcromdecular Organon etallic Catalysis[J].Journal of Catalysis,1970,(16):197-203
    [66]GB/T 16632-1996,水处理剂阻垢性能的测定-碳酸钙沉积法[S]
    [67]全国化学标准技术委员会水处理剂分会编.循环冷却水水质及水处理剂标准应用指南[M].北京:化学工业出版社,2003.136-156
    [68]GB/T 15451-95,工业循环冷却水中碱度的测定[S]
    [69]GB/T 15452-95,工业循环冷却水中钙、镁离子的测定-EDTA滴定法[S]
    [70]GB/T 15453-95,工业循环冷却水中氯离子的测定-硝酸银滴定法[S]
    [71]HG/T 2159-91,水处理剂缓蚀性能的测定-旋转挂片法[S]
    [72]黄远星,雷中方.聚天门冬氨酸类阻垢剂的生物降解性评定方法[J].复旦学报(自然科学版),2003,42(6):1053-1056
    [73]徐春菊.绿色水处理剂聚环氧琥珀酸的合成及性能研究:[硕士学位论文].大连:大连理工大学,2006
    [74]刘振法.聚天冬氨酸基阻垢分散剂及其与磁场协同阻垢作用研究:[博士学位论文].天津:河北工业大学,2006

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