【摘 要】
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聚天冬氨酸是一种可生物降解、无毒、不破坏生态环境的“绿色”新型生物高分子材料。其用途十分广泛,涉及到工业水处理、农业、医药等各个行业。目前,对于其阻碳酸钙垢性能的
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聚天冬氨酸是一种可生物降解、无毒、不破坏生态环境的“绿色”新型生物高分子材料。其用途十分广泛,涉及到工业水处理、农业、医药等各个行业。目前,对于其阻碳酸钙垢性能的详细研究还很少。本文通过其对碳酸钙的各项阻垢性能的研究,为以后聚天冬氨酸的改进、新型环保阻垢剂的研发等提供一定的理论参考。以马来酸酐和碳酸铵为原料,采用固相熔融法的最佳实验条件合成聚天冬氨酸。通过红外光谱(IR)对合成产物进行了表征,采用凝胶色谱法(GPC)测定了产物的重均分子量。利用静态阻垢实验法,研究了循环冷却水中的聚天冬氨酸的浓度、溶液中钙离子的浓度、溶液的pH值及温度对聚天冬氨酸阻碳酸钙垢的影响。研究结果表明:微量的聚天冬氨酸的存在就可以有很好的阻碳酸钙垢效果,当聚天冬氨酸的浓度为8mg/L时,阻垢率即可达到90.2%;溶液中钙离子浓度变化对聚天冬氨酸阻碳酸钙垢效果有较大的影响;溶液的pH值及温度的变化对聚天冬氨酸阻碳酸钙垢效果影响较小。利用临界pH值法研究了聚天冬氨酸对碳酸钙过饱和度情况的影响。研究结果表明,适量的聚天冬氨酸可将溶液的碳酸钙过饱和度控制在4.0左右。说明聚天冬氨酸可以显著提高溶液中碳酸钙的表观过饱和度,很好的稳定过饱和溶液中的碳酸钙。通过XRD谱图分析发现,在过饱和溶液中聚天冬氨酸能促进球霰石型碳酸钙的生成。利用晶体生长动力学方法研究了聚天冬氨酸对碳酸钙晶体生长的影响。研究结果表明:少量聚天冬氨酸的存在能大大降低碳酸钙结晶生长速率常数,很好的抑制碳酸钙的生长。证明聚天冬氨酸阻碳酸钙垢晶体生长的吸附属于高分子化合物界面吸附,并建立了吸附模型。通过XRD和透射电镜分析发现,聚天冬氨酸在抑制碳酸钙垢晶体生长的过程中,并不改变碳酸钙晶型的变化。通过碳酸钙的溶解实验研究表明聚天冬氨酸对碳酸钙的溶解所起到的作用非常微小,仅是存在对钙离子有一定的络合作用提高一小部分碳酸钙的溶解程度。
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