IA-AMPS-HPA三元共聚物的合成及阻垢性能、機(jī)理的研究.pdf

1、本研究以水為溶劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑，以衣康酸(IA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸羥丙酯(HPA)為單體，通過溶液聚合方法，合成水溶性聚合物IA-AMPS-HPA。考察了引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度、單體配比、鏈轉(zhuǎn)移劑用量及反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚合物阻碳酸鈣垢性能的影響，并通過正交試驗(yàn)，確定了最佳反應(yīng)條件。采用紅外光譜法(IR_)和熱重分析(TG)對(duì)聚合物進(jìn)行了表征。利用靜態(tài)阻垢法評(píng)價(jià)了該目標(biāo)產(chǎn)物阻CaCO3垢性能的

2、優(yōu)劣。結(jié)果表明，當(dāng)水樣中Ca2+濃度為6 mmol/L，HCO3-濃度為8 mmol/L，藥劑投加量為6 mg/L的情況下，IA-AMPS-HPA對(duì)碳酸鈣的阻垢率為91.3％。通過掃描電鏡和X-射線衍射研究了IA-AMPS-HPA對(duì)CaCO3垢的型貌和20的影響，發(fā)現(xiàn)IA-AMPS-HPA的阻垢作用機(jī)理主要是晶格畸變作用。運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件Material Studio，分別模擬了IA-AMPS-HPA、AA-AMPS、T-225、

3、HPMA四種聚合物與方解石(104)、(110)晶面相互作用情況，獲得了各體系的徑向分布函數(shù)及結(jié)合能、非鍵作用能、形變能等，并探討阻垢作用機(jī)理。通過結(jié)合能的大小得聚合物阻垢性能的比較，計(jì)算模擬結(jié)果為：IA-AMPS-HPA>AA-AMPS>HPMA>T-225，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。通過對(duì)徑向分布函數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)了體系的結(jié)合能主要來自庫侖力的貢獻(xiàn)，vdw能變?yōu)檎?，不利于結(jié)合體系的形成。在與CaCO3晶體的結(jié)合過程中，聚合物分子發(fā)生了扭曲形