聚环氧琥珀酸衍生物的阻垢缓蚀性能研究开题报告

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1. 研究目的与意义

人类的生活离不开金属，从日常生活到工农业生产，从尖端科学技术到国防工业发展，都有着金属制品的影响，但凡是使用金属材料的地方，都不同程度地存在着腐蚀问题，腐蚀可以引起环境污染，破坏生态平衡，危及人类健康，给人们带来巨大的经济损失，同时也可能造成灾难性的事故。研究显示，世界上每年有1/10的金属材料被腐蚀而无法回收，每年因腐蚀而造成的经济损失约占一个国家gdp的3%-4%。因此，防腐蚀工艺成为人们的研究热点。其中添加缓蚀剂工艺简便、成本低廉、适用性强。目前已应用在冶金、机械、交通、电力等很多领域。

另一方面，水资源是人类赖以生存和发展的基础。我国是个水资源缺乏的国家，人均水资源为世界平均水平的1/4。从全国情况看，目前城市缺水严重，已造成严重的经济损失和社会环境问题。目前对各种废水的处理及如何更好地节约用水己引起我国在内的世界各国的广泛重视。

水处理剂是工业用水、生活用水、废水处理过程中必需的化学药剂，通过使用这些化学药剂，可使水达到一定的质量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、减少泡沫、减少与水接触的材料腐蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。水处理剂根据其作用可分为:凝聚剂、絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、分散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、鳌合剂、除氧剂及离子交换树脂等。

2. 国内外研究现状分析

张建枚等以马来酸酐为原料，通过so3磺化、环氧化和开环聚合等一系列反应合成聚磺酸基环氧琥珀酸(pessa)，合成分子中引入so3h基团，通过ir和nmr进行了结构表征，实验表明，pessa具有优良的阻caco3、ca3(po4)2垢性能及稳定锌盐和分散氧化铁的性能。

胡晓斌通过环氧琥珀酸与2，3-环氧丙磺酸共聚，将磺酸基团引入聚环氧琥珀酸分子中制得聚环氧磺羧酸(pecs)新型阻垢剂。阻垢试验表明，聚环氧磺羧酸在质量浓度为10mg/l时，阻碳酸钙垢率接近90%，在质量浓度为20mg/l时阻磷酸钙垢率在50%以上，明显优于聚环氧琥珀酸。

张素芳采用本身可作为水处理剂的优良单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和马来酸酐为主要原料制备改性聚环氧琥珀酸。按照相关国家标准方法评估了合成化合物的性能，并与常用水处理剂进行了对比实验。论文还对合成化合物阻碳酸钙、硫酸钙机理进行了初步探索。结果表明两种化合物在对阻碳酸钙、硫酸钙垢上有较好的效果。改性聚环氧琥珀酸具有非常好的抑制磷酸钙、锌垢及分散氧化铁的能力，比聚环氧琥珀酸有了很大的提高，具有较好的实用价值，有望在冷却水系统等领域得到广泛的应用。

3. 研究的基本内容与计划

本课题采用以马来酸酐为原料的一步合成法，制备聚环氧琥珀酸；并以环氧琥珀酸钠为主体，在聚环氧琥珀酸分子结构中引入磺酸基。主要实验内容分以下几个部分：

1、聚环氧琥珀酸(钠)的合成

参照中国专利200410073370.4进行：

4. 研究创新点

1、技术关键

本试验采用2-氨基乙磺酸钠对聚环氧琥珀酸分子进行改性，将磺酸基团引入，合成含磺酸基的聚环氧琥珀酸衍生物，研究了其缓蚀阻垢和分散性能。因此本课题的技术关键在于：

a、2-氨基乙磺酸钠分别与环氧琥珀酸（钠）反应，引入磺酸基团