Page 92 - 201811
P. 92

·1878·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 35 卷

                 大量研究表明，分子链中含有羧基、磺酸基和膦                         真空干燥，干燥后产物经研磨即得黄白色粉末状天
            酸基等官能团的共聚物作为阻垢剂对碳酸钙垢具有                             冬氨酸-柠檬酸共聚物（PAC），并按公式（1）计算
            较好的抑制效果        [6-9] 。王晨 [10] 等研究表明，低磷酸盐           其产率 Q。
            马来酸-磺化共聚物对碳酸钙垢具有良好的抑制效                                         Q/% = (m 0 –m 1 )/m 0 ×100      （1）
            果，羧基和膦酸基团起主要抑制作用。然而，由于含                            式中：m 0 为中间产物的总质量，g；m 1 为未水解剩
            磷阻垢剂极易造成自然水体富营养化，引起部分藻类                            余中间产物的质量，g。
                                                       [1]
            生物迅速繁殖，大量水生有机物种因缺氧而死亡 。                            1.3   性能测定
            因此，以提高阻垢性能为目的的聚天冬氨酸改性产物                            1.3.1   阻垢性能
            成为重要研究对象         [11-20] 。高玉华 [21] 等研究表明聚天冬            依据 GB/T 06632—2008 采用静态阻垢实验方
            氨酸改性产物（PASP-SEA-ASP）在海水中具有极好                       法研究：500 mL 容量瓶中添加 250 mL 水，然后用
            的阻垢性能，投加量为 14 mg/L 时阻垢率达到 100%。                    移液管移入 20.85 mL 氯化钙标准溶液和 5 mL 阻垢
                                                                         2+
                 为进一步提高药剂对循环冷却系统内碳酸钙的                          药剂，使 Ca 质量为 120 mg，摇匀后添加 20 mL 硼
            抑制性能，本文对天冬氨酸-柠檬酸共聚物（PAC）                           砂缓冲溶液并缓慢加入 20.87 mL 碳酸氢钠溶液，使
                                                                   –
            作为碳酸钙垢抑制剂进行了研究，主要考察了 PAC                           HCO 3 质量为 366 mg，用去离子水稀释至刻度并摇
                 2+
            在 Ca 浓度、恒温温度等不同条件下对碳酸钙垢的                           匀，同时做空白试样。将全部试样置于 80 ℃恒温水
            抑制性能、与 HEDP 的配伍性能及阻垢性对比、对                          浴锅中 10 h，取出冷却至室温后过滤，取 25.00 mL
            铜片的缓蚀性能以及 PAC 存在时碳酸钙晶体形态和                          滤液利用 EDTA 标准溶液（0.01 mol/L)滴定至终点。
            结构的改变。该研究对 PAC 在循环冷却系统内的实                          阻垢率 η 计算公式（2）如下：
            际应用具有重要参考价值。                                                  η/%=(ρ 1 –ρ 0 )/(0.24–ρ 0 )×100    （2）
                                                                                            2+
                                                               式中：ρ 0 为空白试样实验后的 Ca 质量浓度，g/L；
            1   实验部分                                           ρ 1 为加入水处理剂试样实验后的 Ca 质量浓度，
                                                                                                2+
                                                                                                  2+
                                                               g/L；0.24 为实验前配置好的试样中 Ca 质量浓度，
            1.1    试剂与仪器                                       g/L。
                 PAC，自制   [22] ，GPC 测定 M n =16242；L-天冬氨
                                                               1.3.2   缓蚀性能
            酸，优级纯，上海源叶生物科技有限公司；柠檬酸，
                                                                   依据 GB/T18175—2000 采用旋转挂片法进行缓
            分析纯，天津市华东试剂厂；羟基乙叉二膦酸
                                                               蚀性能研究：将擦拭、干燥 4 h 后的试片进行称重。
            （HEDP）、ClO 2 ，分析纯，天津市张大科技发展有
                                                               在 2 L 烧杯中加入阻垢药剂和实验用水，混匀后标
            限公司；乙二胺四乙酸二钠（EDTA）、CaCl 2 、
                                                               定液面高度并置于恒温水浴锅中，连续通入空气，
            NaHCO 3 、NaH 2 PO 4 、碳酸丙烯酯（PC），分析纯，
                                                               待试液达到指定温度时，挂入试片，启动电机并开
            天津科密欧化学试剂有限公司；黄铜，Ⅲ型，上海                             始计时，保证试片按一定速度转动，并且保持液面
            淼淼水处理科技发展有限公司。                                     恒定，72 h 后取出试片清洗、干燥并称重，同时做
                 NN-GF599M 型微波炉，上海松下微波炉有限                      空白实验。以百分数表示的缓蚀率 P 按公式（3）、
            公司；ZKXFB-2 型电热真空干燥箱，上海树立仪器                         （4）计算：
            仪表有限公司；Spectrum one 型红外光谱仪，美国                                X 1 =8760×(m–m 2 )×10/(s×ρ×t)   （3）
            PERKIN ELMER 公司；Bruker AdvanceAV 500 MHz                        P/% = (X 0 –X 1 )/X 0 ×100        （4）
            型核磁共振仪，瑞士 Bruker 公司；CSPM5500  型原                   式中：m 为试片质量损失，g；m 2 为试片酸洗空白
            子力显微镜，本原纳米仪器有限公司；D8 Advance                        实验的质量损失平均值，g；s 为试片的表面积，cm ；
                                                                                                           2
            型粉末 X 射线衍射仪，德国布鲁克公司。                               ρ 为试片的密度，g/cm ；t 为实验时间，h；8760  为
                                                                                   3
            1.2    共聚物制备                                       与 1 年相当的小时数，h/a；10  为与 1cm 相当的毫
                 以 L-天冬氨酸（L-Asp）和柠檬酸（CA）为原                     米数，mm/cm；X 1 为加入药剂后的试片腐蚀速率，

            材料（固定两单体总物质的量为 0.2 mol），NaH 2 PO 4                 mm/a；X 0 为空白实验的试片腐蚀速率，mm/a。
            为催化剂，PC 为有机溶剂，将一定量的 L-Asp、CA、                      1.3.3   原子力显微镜（AFM）和 X 射线衍射（XRD）
            NaH 2 PO 4 和 PC 置于已称重锥形瓶中混匀后于 1000                       测试
            W 功率的微波炉中微波辐射 10 min，待冷却后净称                            碳酸钙晶体粉末采用 AFM 和 XRD 进行定性分
            重并收集，即得到蓬松状中间产物——环状聚琥珀                             析。原子力显微镜测试条件：扫描模式为轻敲模式，
            酰亚胺衍生物和其总质量，中间产物经 2.5 mol/L                        扫描频率为 1 Hz，参考点 0.8，分辨率为 1024×768，
            NaOH 碱性水解（以中间产物不再溶解为准）后过                           载片为硅片；X-ray 衍射图谱 2θ=5~90，封闭陶瓷
            滤，滤液再用盐酸酸化、无水乙醇沉析并于 70 ℃下                          管 X 射线光源，扫描速度为 4（）/min，时间常数
   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97