L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀性能

以L-半胱氨酸（LCY）为改性剂改性聚环氧琥珀酸(PESA)得到了一种聚环氧琥珀酸衍生物L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸（LCY-PESA），用红外光谱和核磁共振谱表征了LCY-PESA的物质结构，用红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜研究了钙垢的晶型（形），探讨了 LCY-PESA 的静态阻垢、动态阻垢、静态缓蚀、分散氧化铁和生物降解等性能，通过量子化学计算方法研究了 LCY-PESA 的缓蚀机理。静态阻垢结果表明，在 c(Ca2+)为400 mg·L?1、c(3HCO?)为800 mg·L?1的实验介质中，LCY-PESA投放量为6 mg·L?1，阻垢率即可达到94.6%；当c(Ca2+)为150 mg·L?1、c(Fe2+)为10 mg·L?1、LCY-PESA投放量为15 mg·L?1时，最小透光率为61.5%。动态阻垢测试显示：随着加药量的增加，动态污垢热阻减小，当加药量为1 mg·L?1时LCY-PESA的动态阻垢率比PESA提高了约15%。红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜结果表明，LCY-PESA对钙垢有明显的晶格扭曲作用，把方解石变为球霰石，表现出良好的阻垢分散性能。该衍生物还表现出了优良的可生物降解性能。量子化学计算表明：LCY-PESA分子中的S原子和N原子对HOMO轨道的电荷密度影响较大，导致LCY-PESA的HOMO轨道和LUMO轨道的能隙差值小于PESA分子的能隙差值，因此LCY-PESA分子抑制金属腐蚀的效果好于PESA。