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·152· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

在 1720 cm –1 处出现—COOH 伸缩振动峰，同时 成共聚物的最佳单体质量比为 m（AA）∶m（CTS）
–1
1200 cm 处出现 C—N 伸缩振动峰，证明产物为 N- =5.30∶3.00。
羧乙基化壳聚糖。对比 CEC 和 AA 的谱图，AA 在
–1
1625 cm 处有—C==C—的特征吸收峰，而 CEC 在
–1
1620~1635cm 处没有明显吸收峰，表明提纯的产物
中不含—C==C—结构。由此可以证明，CTS 中成功
接枝了羧乙基 [17] 。
1
2.1.2 HNMR 分析
为进一步确定合成的共聚物为 N-羧乙基化壳聚
糖。将提纯干燥后的产物用氘代水溶解后，进行核
磁共振氢谱扫描，结果如图 2 所示 [18-19] 。

图 3 AA 与 CTS 不同质量比下 CEC 的阻垢性能
Fig. 3 Scale inhibition ratio of CEC with different mass
ratio of AA to CTS

2.2.2 反应时间对 CEC 阻垢性能的影响，
在固定反应温度 70 ℃、引发剂占单体总质量
3%条件下，分别考察了反应时间对 m（AA）∶m
（CTS）=3.97∶3.00、5.30∶3.00、6.62∶3.00 的 CEC

阻垢性能的影响，结果如图 4 所示。
图 2 CEC 核磁共振氢谱图
1
Fig. 2 HNMR of CEC

由图 2 可知，δ 2.9 和 3.1 处峰 1 的两个峰为—
CH 2 —CH 2 —中的质子峰。根据文献[18]得出，CTS
环中的氢原子以及亚甲基质子峰约在 δ 3.5~3.8 处。
并且在图中并未发现 δ 8.0 左右的不饱和烯烃质子
峰，由此可以证明 CTS 中成功接上了羧乙基。
2.2 N-羧乙基化壳聚糖的阻垢性能测定
以 CEC 对二级市政废水的阻 CaCO 3 性能为指
标，采用单因素实验考察了单体配比、反应时间、
反应温度、引发剂用量等对其阻垢性能的影响。 图 4 不同单体质量比下 CEC 阻垢率与反应时间关系
2.2.1 单体质量比对 CEC 阻垢性能的影响 Fig. 4 Relationship between scale ratio of CEC with
different monomer mass ratio and reaction time
固定反应时间 4 h、反应温度 70 ℃、引发剂占
单体总质量 3%，考察了原料质量比对 CEC 阻垢性 由图 4 可知，在 3 种不同单体配比下，m（AA）∶
能的影响，结果如图 3 所示。 m（CTS）=5.30∶3.00 的 CEC 阻垢效果明显优于其
由图 3 可知，当 m（AA）∶m（CTS）为 1.32∶ 他两者。反应在 3~4 h 时，三者阻垢率都随着反应
3.00 时，AA 较少，提供的—C==C—不足以使所有 时间的增长明显上升，在反应时间为 4 h 时，达到
—NH 2 都接枝成功，从而影响阻垢效果。当 m（AA）∶ 各自的最大阻垢率。原因可能为，随着反应时间延
m（CTS）增加到 5.30∶3.00 时，体系中—COOH 数 长，原料反应较完全，得到的产物接枝羧基较多，
量增多，阻垢率增加。继续增加 AA 的质量至 m 阻垢率上升，这与单体质量比并无明显关系。反应
（AA）∶m（CTS）为 7.94∶3.00 时，由于体系中 时间继续延长至 4.5 h 时，m（AA）∶m（CTS）=5.30∶
可参与反应的—NH 2 数量是一定的，存在空间位阻， 3.00 和 3.97:3.00 的 CEC 的阻垢率都没有明显变化，
导致接枝难以进行，同时在 CEC 中—COOH 数量过 而 m（AA）∶m（CTS）=6.62∶3.00 的 CEC 的阻
多会导致酰胺交联副反应发生的可能性增加，也会 垢率明显下降。可能是因为，前两者接枝成功的 AA
影响阻垢效果。在其他条件不变的情况下，确定合 和发生酰胺交联反应的速率相当，并没有影响体系