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L-谷氨酸与马来酸酐共聚物的合成及其阻垢性能研究
L-谷氨酸与马来酸酐共聚物的合成及其阻垢性能研究
摘要：本文采用溶液聚合法合成了一种新型的L-谷氨酸与马来酸酐共聚物，同时探究了其在阻垢领域的应用。采用傅里叶红外光谱、核磁共振波谱等测试方法对共聚物进行表征，结果表明该共聚物合成成功。研究了共聚物在不同pH值、温度、浓度下对CaCO3结垢的防垢性能，并与商用聚丙烯酸钠进行比较。结果表明，该共聚物具有良好的防垢性能，能够显著地降低CaCO3结垢速率。本研究为开发新型防垢剂提供了一定的理论支持与实践指导。
关键词：L-谷氨酸与马来酸酐共聚物；溶液聚合法；防垢性能；CaCO3结垢
引言
水处理领域中垢与防垢是一个永远存在的问题，它不仅影响了水处理过程的效率，同时导致了管道和设备的损坏。因此，开发具有良好防垢性能的聚合物材料是解决这一问题的一个重要途径。其中，聚丙烯酸钠是目前应用最为广泛的防垢剂，但其性能仍有待进一步提高。
本文采用溶液聚合法合成了一种新型的L-谷氨酸与马来酸酐共聚物，并研究了其防垢性能。下面将详细介绍合成方法、表征结果以及防垢性能研究。
实验部分
1.实验材料
L-谷氨酸（Glu）和马来酸酐（MA）均为分析纯，采用溶液聚合法合成。
2.L-谷氨酸与马来酸酐共聚物的合成
先将Glu粉末加入中性水溶液中，待其完全溶解后加入MA溶液并充分搅拌，加入引发剂生成功能性羟基基团，并在氮气保护下进行聚合反应。最后用二甲苯萃取、水乙醇混合溶液洗涤、旋蒸等步骤得到共聚物。
3.共聚物的表征
使用傅里叶红外光谱和核磁共振波谱对共聚物进行表征。
4.共聚物的防垢性能研究
将共聚物与商用聚丙烯酸钠在不同环境条件下溶解，并模拟CaCO3结垢实验，研究其防垢性能。
结果与分析
1.共聚物的表征
傅里叶红外光谱（FT-IR）图谱显示，共聚物中包含着两种单体中的特征峰，即Glu基团中的羧基峰和MA基团中的酐环峰，表明共聚物已成功制备。
核磁共振谱（NMR）显示，共聚物中存在来自Glu和MA的信号，同时也显示出共聚物中各单体的相对含量，说明聚合反应进行充分，并最终形成统一的共聚物结构。
2.共聚物的阻垢性能研究
在pH=10.0的条件下，将不同浓度的共聚物与CaCl2和Na2CO3混合，并观察其在72小时内的CaCO3结晶情况。结果表明，共聚物浓度越高，结晶速率越慢，进一步表明共聚物具有优异的阻垢性能。
此外，在不同温度下，将共聚物加入含有CaCl2和Na2CO3的水溶液中，并观察72小时内的结晶情况。结果显示，共聚物在各种不同温度下都能够有效地降低CaCO3结垢速率。
最后，将共聚物的防垢性能与商用聚丙烯酸钠进行比较。结果表明，共聚物具有更好的防垢性能，不仅降低了CaCO3结垢速率，还能更长时间地保持良好的抑垢效果。
结论
本文采用溶液聚合法合成了一种新型的L-谷氨酸与马来酸酐共聚物，并对其进行了表征及防垢性能研究。研究结果表明，该共聚物具有良好的防垢性能，能够有效降低CaCO3结垢速率。与商用聚丙烯酸钠相比，该共聚物具有更高的防垢性能，为开发新型防垢剂提供了一定的理论与实践支持。
参考文献
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