论文部分内容阅读
在工业生产中,常需要换热,而换热系统常采用循环冷却水,循环冷却水系统却因为结垢问题一直影响其效率。因此一般我们通过添加阻垢剂以达到延缓腐蚀、提高冷却水循环倍率,达到节约水资源、减少废水排放的目的。绿色高效水处理剂是当今水处理剂的发展方向,本文旨在合成一种无氮无磷三元共聚物阻垢剂PISV,不但具有良好的阻垢性能、缓蚀性能,且可生物降解性优于普遍使用的绿色环水处理剂。在大量的调阅的基础上对本课题的单体、分子量调节剂、引发剂、投加方式进行了选择;通过正交实验和单因素实验研究了单体配比、引发剂用量、反应温度、反应时间等影响因素等对合成阻垢性能的影响,确定了最佳产品配方及工艺条件。结果表明:当单体配比n(IA):n(SAS):n(VAC)=2:1:4、引发剂(过硫酸钾)用量为10% (占单体总质量)、反应温度为90℃、反应时间为3h、分子量调节剂异丙醇用量为16% (占单体总质量)、采用IA、SAS、异丙醇为底料,分别滴加VAC和引发剂的投加方式时,制备得到的PISV阻垢剂阻垢效果最好,对碳酸钙阻垢效果可以达到92.66%。并对PISV的物化性质进行了实验,得到其固含量为29.87%,分子量约为1.89X 103。为了解PISV阻垢剂的全面性能,我们研究了该阻垢剂对碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙的阻垢性能,缓蚀性能和其生物降解性能,并研究了循环冷却水温度及pH对阻垢剂性能的影响,考察了其适用范围。结果表明:当阻垢剂用量分别为20mg/L、10mg/L、20mg/L时,其对碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙的阻垢性能达到最高,分别达到92.66%、99.13%、78.41%;当用量达到50mg/L时,其缓蚀效果可以达到88.91%,说明该阻垢剂具有良好的缓蚀性能;阻垢剂28d生物降解率可以达到79.96%,可生物降解能力明显优于市面大部分的阻垢剂,但是相比PESA还是略低;阻垢剂在环境苛刻情况下(高温、高pH),依旧有良好的阻垢缓蚀性能。为探索PISV阻垢剂的阻垢机理,研究了加阻垢剂前后碳酸钙垢样的SEM、XRD和碳酸钙PDF卡片的对比图、阻垢剂分散氧化铁性能。结果表明:通过SEM和XRD和碳酸钙PDF卡片的对比图得知阻垢剂应该具有螯合增溶作用、晶格畸变作用以及分散作用,通过分散氧化铁性能研究得知,当阻垢剂用量为30mg/L时,透光率可以达到47.8%,再次说明该阻垢剂具有良好的分散作用。综合考虑,本课题制备的PISV阻垢剂的阻垢剂机理有螯合增溶、晶格畸变和分散作用。