四元聚合无磷水处理剂的制备开题报告

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1. 研究目的与意义

1.研究目的

随着工业生产的规模化和人口的急剧增加，水资源严重匮乏。由于冷却水用量占工业用水的60p%，所以合理节约冷却水尤为重要。在工业节水中，节约工业冷却用水就成为我们节约水资源的首要目标和主要途径。循环冷却水处理目标的相对重要性也在不断地变化。起初，我们主要追求处理的性价比；继之转移到注意环境保护上；而现在，则必须把节水放到第一位。

为了节约用水，减少排污，高浓缩倍数运行措施及运行技术需提上日程，污水回用等节水措施的实施也使得冷却水处理技术的运行条件更为苛刻。然而冷却水浓缩倍率的不断增加，必然会导致冷却水中有害离子的成倍增加，同时从冷却塔中带入的大量溶解氧、尘土、孢子和细菌，使水质变坏，造成了循环冷却水系统的腐蚀、结垢、菌藻滋生、粘泥等问题。为此必须向循环水系统中添加缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂等，以确保系统稳定运行^[4-9]。所有这些，都将大大增加腐蚀、结垢和微生物控制的难度。这就要求我们不断解决新的问题，不断研究和开发新的技术以及功能和效率更高的新药剂。

2. 国内外研究现状分析

3.国内外缓蚀阻垢剂研究现状和研究进展

在整个水处理化学品中缓蚀剂所占份额最大，经过半个多世纪的研究应用和发展已经取得了令人瞩目的成果。水处理药剂或水处理化学品是实施水处理技术与过程中的重要手段和材料，是节水、节能和环保产业的重要组成部分。为了尽量减少缓蚀剂的缺点而充分发挥其良好的缓蚀性能和优良的协同效应，水处理缓蚀阻垢剂经历了从最初的铬酸盐、聚磷酸盐到有机膦酸盐；从高磷、含金属的配方到低磷、全有机配方；从单一配方到复合配方，显示出水处理缓蚀剂正朝着多品种、高效率、低毒性等方向发展。有机膦酸盐类是目前国内外产量最大、应用最广的水处理剂，具有良好的化学稳定性、耐高温性，用量少、具缓蚀作用。此外，有机多元磷酸盐对钙、镁、锌、铁等许多金属离子具有优异的螯合能力，故大量用于水处理中。目前磷系水处理剂占当今水处理剂的70%～80%以上。但是，即便有机磷缓蚀阻垢剂具有诸多优点，但仍存在富营养化等环境问题，所以在今后的发展中必将逐渐被其他环保高效的水处理剂取代。

目前在我国使用的工业水处理剂多为复配药剂，如镁铁复配型、多元复配型、聚天冬氨酸复配型等。随着工业循环冷却水水质趋于复杂、多样化，复配技术已远远不能满足工业水处理要求，必须运用多元聚合技术将更多含多种对缓蚀阻垢更加有效的官能团的单体键合到聚合物分子中，大幅提高水处理的品质和效率，以满足不同水质对水处理剂的要求。比如羧酸基团的存在对于抑制caco₃结垢有益，羟基和酰胺基团的存在对于抑制ca₃(po₄)₂结垢有益，磺酸基团的存在对于ca₃(po₄)₂有非常好的抑制效果，而且还能分散金属氧化物、锌盐、铁垢等。另外，由于磺酸基团具有非常强的极性，能够使共聚物的水溶性增强，而且还能有效地克服使用其它羧酸类阻垢剂时易于生成难溶于水的钙凝胶的缺点。而且其具有对盐不敏感性，具有耐高温、高盐等诸多优点。目前，水处理剂的研发不仅仅局限于二元、三元聚合物，正趋向于更加多元、高效的聚合物型水处理剂的研发。因此，研制出新型绿色无磷聚合型缓蚀阻垢剂已成为当今环保和水处理剂领域亟待解决的重大课题。本研究拟合成四元聚合型缓蚀阻垢剂，以期得到理想的缓蚀阻垢效果。

3. 研究的基本内容与计划

4.研究内容

本课题研究内容主要包括以下几个方面：

（1） 依据共聚物的缓蚀阻垢性能筛选原料，制成四元聚合型无磷缓蚀阻垢剂，合成四元共聚物。

4. 研究创新点

6.实验创新

（1）本课题研制的四元无磷聚合型缓蚀阻垢剂因不含磷而避免造成水体富营养化现象的发生，且由于衣康酸的存在使合成的聚合物具有良好的生物降解性，是一种环保多功能型缓蚀阻垢剂。

（2）共聚物缓蚀阻垢剂抑菌性能和可降解性能的研究，补充生物降解性能实验，具体了解合成聚合物的生物降解性能。