聚天冬氨酸合成及其阻垢缓蚀性能的研究论文

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1、StudyonSynthesisofPolyasparticAcidanditsScaleCorrosionInhibitionPerformanceAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringByChenShunSupervisedbyAss.Prof.ZhouZhimingMajor:ChemicalEngineeringCollegeOfChemistry&ChemicalengineeringofChongqi

2、ngUniversity,Chongqing,ChinaApril2011重庆大学硕士学位论文摘要中文摘要聚天冬氨酸是一种无毒、可完全生物降解的环保型水处理剂。本文对聚天冬氨酸的合成及其阻垢缓蚀性能进行了研究。首先，以马来酸、尿素为原料，合成了中间产物聚琥珀酰亚胺，然后将其水解得到聚天冬氨酸。研究了反应物摩尔比、反应温度、反应时间、水解氢氧化钠用量、水解温度及水解时间等因素对于聚天冬氨酸产率的影响，并对各步反应的工艺条件进行了优化。聚天冬氨酸合成的优化条件为：合成马来酸铵盐时，马来酸与尿素的摩尔比为1/0.95，反应温度为95.0℃，反应时间为3.75h；合成聚琥珀酰亚胺时，马

3、来酸铵盐与磷酸的质量比为1/0.55，反应温度为190℃，反应时间为40min；水解聚琥珀酰亚胺时，2mol/L氢氧化钠的用量为7.5mL，水解温度为45℃，水解时间为55min，此时，聚天冬氨酸的产率为83.0%。利用红外光谱、差热-热重分析等分析方法对反应产物进行了定性分析，结果表明，所合成的产物确为聚天冬氨酸，且其具有良好的热稳定性。其次，研究了阻垢剂浓度、钙离子浓度、恒温温度及恒温时间等因素对聚天冬氨酸及其与聚丙烯酸、水解聚马来酸酐复配使用时阻垢性能的影响。结果表明：聚天冬氨酸及其与聚丙烯酸、水解聚马来酸酐复配使用时具有良好的阻垢性能。聚天冬氨酸的浓度为10mg/L时，其阻垢

4、率为93.64%；聚天冬氨酸与聚丙烯酸复配阻垢剂的浓度为10mg/L，其阻垢率为95.81%；聚天冬氨酸与水解聚马来酸酐复配阻垢剂的浓度为10mg/L时，其阻垢率为95.51%。最后，研究了缓蚀剂浓度、pH值、恒温温度及恒温时间等因素对聚天冬氨酸及其与硫酸锌、钨酸钠复配使用时缓蚀性能的影响。结果表明：聚天冬氨酸及其与硫酸锌、钨酸钠复配使用时具有良好的缓蚀性能。聚天冬氨酸的浓度为20mg/L时，其缓蚀率为77.93%；聚天冬氨酸与硫酸锌复配缓蚀剂的浓度为20mg/L时，其缓蚀率为82.83%；聚天冬氨酸与钨酸钠复配缓蚀剂的浓度为20mg/L时，其缓蚀率为83.50%。关键词：聚天冬氨酸

5、，聚琥珀酰亚胺，合成，阻垢，缓蚀I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTPolyasparticacidisakindofnontoxic,total-biodegradable,invironmental-frendlywatertreatmentagent.Inthispaper,thesynthesisofpolyasparticacidanditsscalecorrosioninhibitionperformanceareresearched.Firstly,polysuccinimideasintermediateissynthezedbyusingmaleic,u

6、reaasmaterials.Then,polysuccinimideishydrolyzedtoproductpolyasparticacid.Theinfluenceoffactorssuchasthemolarratioofreactionmaterials,reactiontemperature,reactiontime,theamountofsodiumhydroxideforhydrolyzing,thetemperatureforhydrolyzing,andthetimeforhydrolyzingontheyieldofpolyasparticacidareinve

7、stigated.Thereactionconditionsareoptimizedforevrystep.Theoptimizedconditionsforthesynthesisofpolyasparticacidare:themolarratioofmaleictoureais1/0.95,thereactiontemperatureis95℃,thereactiontimeis3.75h;theoptimizedconditionsforthesy