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本研究针对目前工业循环冷却水领域存在的水质结垢问题,结合当前国内外研究现状,引入绿色原料β-环糊精(β-CD),与传统原料顺丁烯二酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)聚合,制备了新型环保三元共聚物阻垢剂;采用单因素实验的方法,研究了在不同反应单体投加顺序、引发剂用量、单体配比、反应温度、反应时间、滴加时间的条件下,利用自由基聚合反应方法制备的聚合产物的阻垢性能;用扫描电子显微镜观察法及傅里叶红外光谱仪分析法,进一步分析了聚合产物的阻垢机理及结构组分;并采用静态暴露法探究了聚合产物的缓蚀能力。主要研究结果如下:(1)以β-CD、MA、SSS为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,水为溶剂,采用溶液聚合的方法,利用自由基聚合反应可制备得到新型环保三元共聚物阻垢剂;其优化合成条件为:β-CD、MA作为反应底物,SSS和KPS作为滴加物,KPS用量为单体总质量的6%,MA与β-CD单体配比6:1,SSS与MA单体配比为0.8:1,反应温度为80℃,反应时间为6h,滴加时间为40min;在上述条件下所得阻垢率为84.3%,缓蚀率为97.6%。(2)傅里叶红外光谱(FTIR)表征结果显示,聚合产物的主要结构包括β-CD原有的锥筒形主体结构及其羟基,MA水解及水解后酯化反应形成的羧基及酯基、SSS的苯环及磺酸基等;扫描电镜(SEM)对水垢晶体形态的观察表明,三元聚合物的引入提高了成垢阳离子在水中的溶解分散能力,破坏了水垢晶体的正常生长,使晶体结构畸变,水垢生成量减少,已形成的水垢容易被去除。(3)三元共聚物β-CD-MA-SSS在模拟工业循环冷却水样中表现出一定的缓蚀效果;药剂投加量、pH、温度均会对其缓蚀效果产生影响,在不同pH值时,药剂投加量对缓蚀率的影响趋势大体相同,高pH值有利于缓蚀效果的实现;温度对缓蚀率的作用效果不是特别显著;扫描电子显微镜对碳钢的腐蚀结果可以推测,因三元聚合物结构中所包含的羟基、羧基等功能基团可与金属水流通道表面发生物理化学反应而吸附结合,从而抑制或减缓了腐蚀性离子的腐蚀作用;同时未被破坏的β-CD因其具有较强空间位阻的空腔可进一步隔离并抵制腐蚀离子的进攻,也实现了缓蚀的作用。