李應(yīng)龍

摘 要：以羧甲基纖維素為基材，選取丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、馬來酸酐（MA）為原料，采用氧化還原體系的過硫酸銨-尿素作引發(fā)劑，通過水溶液聚合的方法，制得含有酸酐基團和磺酸基團的羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）。

關(guān)鍵詞：羧甲基纖維素；接枝共聚；緩蝕劑；阻垢劑

前言

節(jié)約工業(yè)用水最有效的途徑是冷卻水循環(huán)，冷卻水循環(huán)后，補水量將大幅度降低，但循環(huán)之后，因水中鹽類和懸浮物濃縮，水質(zhì)程度不同地被污染，從而導(dǎo)致循環(huán)水結(jié)垢，腐蝕和生物污垢等問題。因此，在循環(huán)水處理中，則需加入緩蝕劑、阻垢劑、分散劑等水處理化學品。目前，國內(nèi)外工業(yè)冷卻水處理多采用無機磷/有機膦化合物配方。由于水體中氮磷含量高易造成水體富營養(yǎng)化，國內(nèi)外都出現(xiàn)對內(nèi)湖、沿海（赤潮）的危害。因此，出現(xiàn)了世界范圍的禁限磷趨勢，基于這一點，開發(fā)以天然高分子為基材，無毒，無公害，可生物降解，價位相對低廉，資源豐富，對環(huán)境友好的多功能緩蝕阻垢劑是時勢所趨，勢在必行的。

1 實驗

1.1 原料

羧甲基纖維素、丙烯酰胺、馬來酸酐，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，過硫酸銨，尿素。

1.2 分析測試

接枝效率是乙烯基單體接枝在羧甲基纖維素上的質(zhì)量占乙烯基單體投料量的百分比。緩蝕性能的測定按《GB/T 18175-2000 水處理劑緩蝕性能的測定 旋轉(zhuǎn)掛片法》測定樣品的緩蝕性能。

1.3 步驟

將試片用濾紙把防銹油脂擦拭干凈，然后分別在丙酮和無水乙醇中用脫脂棉擦洗（每10片試片用不少于50ml上述試劑），置于干凈濾紙上，用濾紙吸干，置于干燥器中4h以上，稱量（精確到0.0002g），保存于干燥器中，待用。按試驗要求，配制好水處理劑儲備溶液。儲備溶液濃度一般為運轉(zhuǎn)濃度的10倍左右。儲備溶液應(yīng)在當天或前一天配制。按試驗要求，準備好試驗用水。試驗用水可為現(xiàn)場水、按需要配制的水或推薦的標準配制水。在試杯中加入水處理劑儲備溶液，精確到0.002ml，在2000ml試杯中加試驗用水到一定體積（溶液總體積按規(guī)定計算），混勻，即為試液。在試杯外壁與液面同一水平處劃刻線。將試杯置于恒溫水浴中，向各試杯中連續(xù)通入空氣。待試液達到指定溫度時，掛入試驗用試片，啟動電動機，使試片按一定旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動，并開始計時。試杯不加蓋，令試液自然蒸發(fā)，每隔1h-2h補加蒸餾水一次，使液面保持在刻線處。當運轉(zhuǎn)時間達到指定值時，停止試片轉(zhuǎn)動，取出試片并進行外觀觀察并記錄。將試片用毛刷刷洗干凈，然后在酸洗溶液中浸泡3min-5min，取出，迅速用自來水沖洗后，立即浸入氫氧化鈉溶液中約30s，取出，用蒸餾水沖洗，用撼紙擦拭并吸于，在無水乙醇中浸泡約3min，于干凈濾紙上，用濾紙吸干，置于干燥器中4h以上，稱量（精確到0.0002g）。同時做試片的酸洗空白試驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度對聚合物的影響

反應(yīng)溫度對聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率及接枝效率的影響，如表1所示。

實驗結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳反應(yīng)溫度為70℃。

2.2 引發(fā)劑用量對聚合物的影響

引發(fā)劑用量對聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率和接枝效率的影響，如表2所示。

實驗結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳引發(fā)劑用量為0.2%。

2.3 反應(yīng)時間對聚合物的影響

反應(yīng)時間對聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率和接枝效率的影響，如表3所示。

實驗結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳反應(yīng)時間為4小時。

2.4 原料配比對聚合物的影響

原料配比對聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）接枝率和接枝效率的影響，如表4所示。

實驗結(jié)果表明，羧甲基纖維素接枝聚合物（CMC-g-AM-MA-AMPS）的最佳原料配比為CMC/其它（質(zhì)量比）=2：8。

3 結(jié)束語

通過實驗，確定了最佳工藝條件：引發(fā)劑用量為0.2%，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時間為4小時，原料配比為CMC/其它（質(zhì)量比）=2：8。