測(cè)定水系統(tǒng)中含水聚合物濃度的方法技術(shù)方案

采用具有聚合物基體和陽離子染料的薄固體膜傳感器測(cè)定水溶液中帶負(fù)電荷的聚合物的濃度。將含有至少一種帶負(fù)電荷的待測(cè)聚合物的水溶液的樣品施加在所述膜傳感器上。施加樣品后測(cè)量所述膜傳感器的吸光度。然后將所述膜傳感器的吸光度與包含已知濃度的帶負(fù)電荷的聚合物的樣品的吸光度的校準(zhǔn)曲線相比較，以測(cè)定樣品中帶負(fù)電荷的聚合物的濃度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及工業(yè)用水系統(tǒng)如冷卻和鍋爐用水系統(tǒng)中的水溶性聚合物的檢測(cè)，更具體涉及一種采用固體膜傳感器對(duì)工業(yè)用水系統(tǒng)中的陰離子水溶性聚合物的濃度或者有效 性進(jìn)行檢測(cè)的方法。2.
技術(shù)介紹
水用于眾多工業(yè)用水系統(tǒng)如冷卻和鍋爐用水系統(tǒng)中。城市用水或者未處理的水中 包含可能影響傳熱、流體流動(dòng)或者引起系統(tǒng)設(shè)備腐蝕的雜質(zhì)。例如，金屬陽離子如鈣離子、 鎂離子、鋇離子和鈉離子就經(jīng)常存在于未處理的水中。當(dāng)水包含過量的這些雜質(zhì)時(shí)，儀器表 面可能形成水垢或者沉積物形式的沉淀。這些水垢或者沉積物的存在不利地影響傳熱率， 從而影響系統(tǒng)效率。此外，清洗或者除去這些水垢或者沉積物是昂貴和繁重的，因?yàn)樗ǔ?需要關(guān)閉系統(tǒng)。因此，在將水應(yīng)用于冷卻或者蒸汽前，需要采用合適的化學(xué)品處理來抑制結(jié) 垢。 在工業(yè)用水系統(tǒng)中，大量的化學(xué)品已經(jīng)被用于減少或者抑制水垢和沉積物的形 成。例如，已知的是往水中加入陰離子水溶性聚合物。 一種特別有效的水溶性聚合物為 HPS-I ;盡管其它的水溶性聚合物如AEC和APES也在使用。然而，在工業(yè)用水系統(tǒng)中使用 水溶性聚合物也存在一些其自身的問題，因?yàn)楸仨殞?duì)水中的聚合物濃度進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。例 如，如果使用的聚合物太少，則水垢和沉積物仍然會(huì)形成。相反，如果使用的聚合物濃度太 高，則會(huì)對(duì)系統(tǒng)的成本/性能效率造成不利影響。在利用其它方法對(duì)含水系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)處 理時(shí)，應(yīng)該把處理化學(xué)品維持在一個(gè)最佳濃度。 已經(jīng)有一些用于測(cè)定含水系統(tǒng)中水溶性聚合物濃度的方法。例如，已經(jīng)有采用染 料測(cè)定聚電介質(zhì)的多種比色法。授予Ciota等人的美國專利號(hào)6， 214， 627就是一個(gè)例子。 此外，還有利用硫氰酸鐵螯合作用檢測(cè)基于聚丙烯酸的標(biāo)定的Hach聚丙烯酸法。通常，這 些方法需要一個(gè)復(fù)雜、步驟繁多的操作過程并且難以在野外進(jìn)行。還存在其它的方法，如授 予Johnson等人的美國專利號(hào)5， 958， 778公開的方法采用魯米諾標(biāo)記的聚合物與熒光或者 化學(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)聯(lián)用來監(jiān)測(cè)工業(yè)用水。也有基于生成不溶性化合物以測(cè)定水溶性聚合物 濃度的比濁法。這個(gè)方法耗時(shí)長并且容易產(chǎn)生誤差。 因此，強(qiáng)烈需要再現(xiàn)性高、對(duì)干擾響應(yīng)降低和穩(wěn)定性提高的可以用于測(cè)定含水系 統(tǒng)中水溶性聚合物濃度的簡化的傳感器和測(cè)試方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
—方面，本專利技術(shù)涉及一種測(cè)量水溶液中帶負(fù)電荷的聚合物濃度的方法。該方法包 括提供包括聚合物基體和陽離子染料的薄固體膜傳感器的步驟。包含至少一種帶負(fù)電荷的 待測(cè)聚合物的水溶液樣品被施加到膜傳感器上。在施加樣品后，測(cè)量所述膜傳感器的吸光度。然后將該膜傳感器的吸光度與含有已知濃度的帶負(fù)電荷的聚合物的樣品的吸光度的校 準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，以測(cè)定樣品中帶負(fù)電荷的聚合物的濃度。 另一方面，本專利技術(shù)涉及一種用于測(cè)量水溶液中帶負(fù)電荷的聚合物濃度的固體膜傳 感器，該傳感器包括聚合物基體和陽離子染料。陽離子染料選自二甲基亞甲基藍(lán)、堿性藍(lán)17 和新亞甲基藍(lán)N。 通過閱讀下列詳細(xì)的描述和附屬的權(quán)利要求并參考附圖，本專利技術(shù)及其相對(duì)于現(xiàn)有 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。附圖說明 通過參考本專利技術(shù)實(shí)施方案的下列描述并結(jié)合附圖，本專利技術(shù)的上述以及其它特征將 更明顯，并且可以更好地理解本專利技術(shù)本身，附圖中 圖1為含有不同量陰離子聚合物的水樣在固體膜傳感器上反應(yīng)后的光譜圖； 圖2為代表650nm處吸光度與HPS-I濃度之間關(guān)系的吸光度對(duì)陰離子聚合物濃度 關(guān)系的曲線； 圖3為575nm-525nm的A吸光度與HPS-I濃度之間關(guān)系的校準(zhǔn)曲線； 圖4為紅-綠的A吸光度與HPS-I濃度之間關(guān)系的校準(zhǔn)曲線； 圖5為575nm處吸光度與HPS-I濃度之間關(guān)系的校準(zhǔn)曲線 在所有附圖中對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記代表對(duì)應(yīng)的組分。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖在以下的詳細(xì)說明中對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行描述，其中詳細(xì)描述了能夠?qū)嵤?本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方案。盡管本專利技術(shù)通過參考這些特殊的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng) 當(dāng)理解本專利技術(shù)并不限于這些優(yōu)選實(shí)施方案。與此相反，本專利技術(shù)包括大量通過參考以下詳細(xì)說明而明顯得出的替代方案、改進(jìn)方案及等同方案。 本專利技術(shù)披露了檢測(cè)工業(yè)用水系統(tǒng)中陰離子水溶性聚合物的改進(jìn)的固體膜傳感器 組合物以及方法。這里所披露的方法特別良好地適用于含水系統(tǒng)(包括但不限于鍋爐、冷 卻塔、蒸發(fā)器、煤氣洗滌器、干燥爐和脫鹽設(shè)備)中的陰離子聚合物侵蝕或水垢抑制劑的快 速和準(zhǔn)確測(cè)定。能夠通過本專利技術(shù)的方法進(jìn)行檢測(cè)的聚合物包括但是不限于聚丙烯酸部分聚 合物、聚磺化聚合物和馬來酐聚合物。予以考慮的陰離子聚合物的具體例子有HPS-I(來自 GE Betz of Trevose PA) 、AEC禾卩APES。 申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包含某些異染染料的固體膜傳感器適用于含水體系中陰離子聚 合物濃度的比色測(cè)定。某些染料在與溶液中的聚離子型化合物相互作用后經(jīng)歷獨(dú)特的顏色 變化。當(dāng)陰離子聚合物與膜傳感器中的異染染料接觸時(shí)，染料分子與聚合物上的負(fù)電荷結(jié) 合，導(dǎo)致染料分子的最大吸收波長發(fā)生遷移。這一遷移可由膜傳感器的顏色變化觀察到。通 過將水溶液樣品施加在膜傳感器上并測(cè)量膜傳感器在特定波長下的吸光度可以對(duì)水溶液 中陰離子聚合物的濃度進(jìn)行比色測(cè)定。然后將所測(cè)得的吸光度與具有已知濃度待測(cè)物質(zhì)的 標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸光度進(jìn)行比較。 制備膜傳感器所需要的油墨組合物包括基于聚合物的組合物，該組合物通常包括 異染染料、聚合物基體或聚合物基體的組合、和輔助性的少量添加劑，其中膜由組分在常規(guī)溶劑或者溶劑混合物中的溶液制備。添加劑的例子為表面活性劑和防沫劑。異染染料是具有吩噻嗪結(jié)構(gòu)的陽離子染料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)二甲基亞甲基藍(lán)、堿性藍(lán)17和新亞甲基藍(lán)N是特別適合的異染染料。表l示出了這些染料的結(jié)構(gòu)。表l染料及其結(jié)構(gòu)表二甲基亞甲基藍(lán)堿性藍(lán)17<table>table see original document page 5</column></row><table> 根據(jù)膜傳感器在水樣中的溶解度油墨組合物的基體可以分為兩種類型。第一種基 體不溶于水，而另一種為完全溶于水的基體。添加染料到這兩種類型基體中任意一種中以 形成油墨組合物。 對(duì)于水溶性基體，可以采用各種水溶性聚合物。水溶性樹脂包括例如其中羥基為 親水結(jié)構(gòu)單元的聚乙烯醇樹脂[如聚乙烯醇(PVA)、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、陽離子改性 聚乙烯醇、陰離子改性聚乙烯醇、硅烷醇改性聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛]、纖維素樹脂[甲基 纖維素(MC)、乙基纖維素(EC)、羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基纖維素 (HPC)、羥乙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素]、殼質(zhì)、殼聚糖、淀粉、含醚鍵樹脂[聚環(huán)氧 乙烷(PE0)、聚環(huán)氧丙烷(PP0)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醚(PVE)]和含氨基甲酰基樹脂[聚 丙烯酰按(PAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰肼]。將水溶性聚合物溶于水中并制備具 有適合成膜的粘度的儲(chǔ)備溶液。 所述基體可以包含約0. 01到約10%的表面活性劑。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，表面 活性劑為TWEEN-20或TRITON X-IOO。例如，本專利技術(shù)中可以理想地使用0. 05 %的TWEEN-20。 在另一實(shí)施方案中，脫模組分中基本不含表面活性劑。 水溶性基體還可以包含濃度在O. l本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
測(cè)量水溶液中帶負(fù)電荷的聚合物濃度的方法，其包括以下步驟：提供包括聚合物基體和陽離子染料的薄固體膜傳感器；將含有至少一種帶負(fù)電荷的待測(cè)聚合物的水溶液樣品施加在所述膜傳感器上；在施加樣品后測(cè)量所述膜傳感器的吸光度；將所述膜傳感器的吸光度與包含已知濃度的帶負(fù)電荷的聚合物的樣品的吸光度的校準(zhǔn)曲線相比較，以測(cè)定樣品中帶負(fù)電荷的聚合物的濃度。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】US 2007-5-31 11/809,345測(cè)量水溶液中帶負(fù)電荷的聚合物濃度的方法，其包括以下步驟提供包括聚合物基體和陽離子染料的薄固體膜傳感器；將含有至少一種帶負(fù)電荷的待測(cè)聚合物的水溶液樣品施加在所述膜傳感器上；在施加樣品后測(cè)量所述膜傳感器的吸光度；將所述膜傳感器的吸光度與包含已知濃度的帶負(fù)電荷的聚合物的樣品的吸光度的校準(zhǔn)曲線相比較，以測(cè)定樣品中帶負(fù)電荷的聚合物的濃度。2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述陽離子染料選自二甲基亞甲基藍(lán)、堿性藍(lán)17和新亞甲 基藍(lán)N。3. 權(quán)利要求2的方法，其中所述膜傳感器具有小于50微米的厚度。4. 權(quán)利要求2的方法，其中所述膜傳感器由包含表面活性劑的聚合物儲(chǔ)備溶液制備。5. 權(quán)利要求4的方法，其中所述表面活性劑為陽離子表面活性劑。6. 權(quán)利要求4的方法，其中所述表面活性劑為非離子表面活性劑。7. 權(quán)利要求6的方法，其中所述非離子表面活性劑為濃度為總聚合物儲(chǔ)備溶液的 0. 01-10wt^的Tween-20。8. 權(quán)利要求2的方法，其中所述膜傳感器由包含防沫劑的聚合物儲(chǔ)備溶液制備。9. 權(quán)利要求8的方法，其中所述防沫劑為濃度為0. 1到10wt^的有機(jī)硅氧烷防沫劑。10. 權(quán)利要求2的方法，其中所述膜傳感器的聚合物基體由約7g-10g含有 0. 2-0.8g Tween-20和O...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：L張，C肖，W崔，B陳，Z鄭，Y龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：通用電氣公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]