论文部分内容阅读
随着人口快速增加和工业飞速发展,世界性的水危机和水环境污染日益显现;随着人们环保意识的增强和环保力度的加大,节约用水、保护环境与治理污染同等重要,因此,开发研制无氮、无磷并且可生物降解的环境友好型共聚物阻垢剂是水处理领域的重要研究方向。本文采用水溶液自由基聚合的方法,选择丙烯酸、马来酸酐和对苯乙烯磺酸钠为单体,以过硫酸铵作引发剂,异丙醇作链转移剂,合成了AA/MA/SSS共聚物,并且在静态试验条件下,按照国标方法,以共聚物对碳酸钙阻垢性能为评价指标,探讨了单体比例、引发剂用量、链转移剂用量、反应温度和反应时间对产物阻垢性能的影响。实验结果表明,当MA、AA、SSS的摩尔比例为4:2:1,引发剂用量为单体总质量的10%,链转移剂用量为单体总质量的9%,反应温度80℃,反应时间4h时合成的AA/MA/SSS共聚物阻碳酸钙垢的性能最好,达85.6%,此条件下合成的共聚物数均分子量为8811,且具有一定的耐温性。对AA/MA/SSS共聚物阻垢性能研究结果表明:当用量为30mg/L时,其对碳酸钙阻垢性能达85.4%;当用量为40mg/L时,其对磷酸钙阻垢性能达80.2%;当用量为25mg/L时,其氧化铁分散率达65.4%;当用量为35mg/L时,其稳锌率达70.9%;此外,生物降解性能实验表明,为AA/MA/SSS可降解共聚物。通过比较在加入和未加AA/MA/SSS共聚物条件下,实验水样中碳酸钙形成过程中的溶液电导率变化,制得的碳酸钙垢样的ζ电位、晶体型貌和类别的变化,初步探讨了AA/MA/SSS共聚物的阻垢机理。结果表明:AA/MA/SSS共聚物的阻垢机理主要有以下三方面:①螯合钙离子,增加钙离子溶解性;②依据吸附作用增加垢样颗粒表面的负电荷,增大垢样颗粒间静电斥力,进而阻止颗粒相互聚结长大;③可嵌入垢样颗粒内部,引起垢样颗粒的晶格畸变,阻碍其进一步长大。