1. 研究目的与意义
阻垢、缓蚀以及杀菌是工业循环水系统的三大主题，其中水垢的形成会进一步导致垢下腐蚀以及微生物的繁值。因此在工业循环水系统中，阻垢是重中之重。在循环冷却水系统中加入阻垢剂是控制结垢的常用方法。目前研究较多的水处理剂多为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（AMP）及2膦酸丁烷1,2,4三羧酸（PBTC）等，能优异的抑制碳酸钙沉积，但磷酸盐类水处理剂由于含磷可以充当水中细菌和藻类的营养成分，易引起水源的富营养化造成水资源的污染。目前另一类研究较多的水处理剂为无磷羧酸类水处理剂如水解聚马来酸酐（HPMA）， 聚环氧琥珀酸（PESA）， 聚丙烯酸（PAA）， 丙烯酸/丙烯酸羟丙酯（T225），此类无磷羧酸类水处理剂阻碳酸钙垢效果很好，但是对磷酸钙垢的阻垢效果不佳，缓蚀性能也较差。随着水资源的减少和人们环保意识的日益提高，对各类水处理剂也提出了越来越高的要求，磷系配方因含磷通常也含氮目前已被限制使用，因此开发无磷非氮且环境友好的新型水处理剂成为国内外水处理剂研究的重要方向。我们课题组针对以上水处理剂存在的缺点（功能单一且容易造成水体污染）研究开发了几种新型绿色多功能水处理剂。
2. 课题关键问题和重难点
本课题主要开发研究的是采用丙烯酸（AA）对聚醚单体APEN进行羧基封端合成的绿色多功能水处理剂。
难点：改变不同的反应条件，合成的绿色阻垢剂对碳酸钙、磷酸钙和硫酸根的阻垢效率各不相同。
1、在其他条件都不变的情况下，找出阻垢效率最好的AA与APEN的摩尔比。
3. 国内外研究现状（文献综述）
循环冷却水系统中，一般需要添加阻垢剂以达到延缓腐蚀、提高冷却水循环倍率、节约水资源、减少废水排放的目的。目前阻垢剂主要为有机膦酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸（HEDP）、多氨基多醚基亚甲基膦酸（PAPEMP）、氨基三亚甲基膦 酸（AMP）及2－膦酸丁烷－1，2，4－三羧酸（PBTC）等，但这些阻垢剂容易水解或被系统中存在的杀生剂氧化分解，生成PO3－4，经与水中含量较高的Ca2 作用生成多种类型的磷酸钙垢。另有部分阻垢剂如聚丙烯酸（PAA），水解聚马来酸（HPMA），聚环氧琥珀酸（PESA），丙烯酸／丙烯酸羟丙酯（T－225）等虽无磷污染，但其阻磷酸钙垢效果不佳。
聚醚是高分子主链中含有醚键的线型聚合物［1］。聚醚尤其是聚氧乙烯醚由于分子中的氧原子能与水分子中的氢形成微弱的氢键而使分子间引入了亲水基团［2］，使得含聚氧乙烯醚链段的水处理剂的阻垢、缓蚀能力及钙离子容忍度大大提高［3］，携带聚氧乙烯醚链段的阻垢剂在水处理中得到了越来越广泛的应用［4］。聚醚分子的端羟基是一个化学性质较为活泼的基团，通常用其他较稳定功能基团取代聚醚端羟基上的氢，即将多元醇聚醚转化为封端聚醚。磺酸盐封端聚醚［5］和羧酸盐封端聚醚分别是指聚醚端羟基上的氢被磺酸盐和羧酸盐取代的聚醚。
阻垢剂的阻垢机理主要有以下几种：
4. 研究方案
本课题将会使用以下方案：
一、阻垢剂合成：
1、称取60g的APEG，23g谷氨酸，和APEN AA质量百分之二的DMAP，加入四口烧瓶，在100℃水浴下氮气氛围中滴加10ml盐酸，半小时滴加完，然后反应2.5小时，冷却过滤得产物APEN。
5. 工作计划
2022年9月1号2022年10月22日 查文献资料，与老师见面定课题，并完成开题报告，做论文实验的准备工作。
2022年10月23日2022年11月1日 准备实验所需试剂、药品和仪器。
2022年11月2日2022年11月15日 进行第一批绿色阻垢剂AA-APEN的合成，并测试对硫酸钡、碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙的阻垢效率。
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