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水是生命之源,是人类生存和发展不可代替的资源,随着工农业的高速发展,节约用水显得尤为重要。工业循环冷却水占生产用水的80%左右,在冷却水中投加阻垢剂是节能、节水的必由之路。而环保型阻垢剂的研究和开发代表着未来水处理剂发展的方向。
本文以柠檬酸为基础原料,通过柠檬酸分子内脱水产生乌头酸,而后由乌头酸与烯丙基磺酸共聚,催化剂采用过硫酸铵,以异丙醇为链转移剂,合成乌头酸—烯丙基磺酸共聚物(AA—SAA)。此共聚物无磷、可生物降解,而且具有优异的阻垢性能,是一种新型环境友好的阻垢分散剂。
试验中研究确定了柠檬酸分子内脱水的工艺条件,通过反应温度、催化剂种类和用量、反应时间对脱水收率的影响确定脱水反应的工艺条件;研究脱水产物与烯丙基磺酸共聚合的反应条件,通过对聚合反应温度、烯丙基磺酸用量、分子链转移剂用量和催化剂用量对共聚物阻垢分散性能的影响,确定聚合反应的原料配比和反应条件。通过静态阻垢试验,DRDT快速阻垢小型动态模拟试验、旋转挂片腐蚀试验可以得出单独使用此共聚物,药剂浓度为6mg/L时其阻垢率可达86%以上,阻垢效果高于目前市场上通用的阻垢剂PAA、HEDP等;将其与其它单剂复配,协同效果非常明显,复配性能同等于或高于市售产品;通过生物降解性能的测定,表明乌头酸—烯丙基磺酸共聚物(AA—SAA)具有良好生物降解性,低浓度的共聚物生物降解率接近90%。同时通过对密度、pH值、固含量、游离单体、极限粘数的测定,表明在300L中试规模反应罐中生产的产品符合国家标准。
柠檬酸价格低廉,利用柠檬酸生产水处理剂具有十分重要的意义。