（材料學(xué)專業(yè)論文）聚醚型阻垢分散劑的合成及性能研究.pdf

四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 聚醚型阻垢分散劑的合成及性能研究 材料學(xué)專業(yè) 研究生：孫緒兵指導(dǎo)教師：梁兵副教授 本文選用聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯( m p e g a a ) 及丙烯酸( a a ) 為共聚 單體，采用水溶液共聚的方法制備出了具有長側(cè)鏈醚基的共聚物阻垢分散劑p ( a 秈e g a a ) 。研究了單體配比、引發(fā)劑用量、鏈轉(zhuǎn)移劑用量、反應(yīng)溫度及 反應(yīng)時(shí)間對共聚物阻垢性能的影響；考察了共聚物濃度、鈣離子濃度、p h 值、 阻垢溫度、阻垢時(shí)間以及不同側(cè)鏈聚合度對碳酸鈣垢、磷酸鈣垢及硫酸鈣垢的 作用；考察了共聚物溶液分散氧化鐵、緩蝕碳鋼、影響體系濁度的能力；比較 了常用阻垢劑聚丙烯酸( p a a ) 、聚丙烯酸2 丙烯酰胺2 甲基丙磺酸 p ( a a a m p s ) 與聚醚型阻垢分散劑的阻垢性能；并采用紅外光譜、熱重、掃描 電鏡、x 衍射等對共聚物的結(jié)構(gòu)、耐熱性能，以及鈣垢的形貌和晶型等進(jìn)行了 表征。 研究結(jié)果表明，聚合反應(yīng)條件對共聚物阻垢劑p ( a 氏m p e g a a ) 阻垢性 能的影響主要是通過調(diào)節(jié)聚合物分子量的大小來實(shí)現(xiàn)，而且對阻碳酸鈣垢率影 響較大，對阻磷酸鈣垢率影響較??；所合成的共聚物具有優(yōu)異的阻磷酸鈣垢、 硫酸鈣垢和較好的阻碳酸鈣垢的性能；聚合物的阻垢性能隨著鈣離子濃度的增 加、阻垢溫度的升高、p h 值的增大及阻垢時(shí)間的延長而存在著程度不同的下降 趨勢，但仍能適用于較高濃縮倍數(shù)的循環(huán)水體系。 通過對p a a 、p ( a m a m p s ) 和不同側(cè)鏈聚合度的p ( a a m p e g a a ) 阻垢 率的比較，表明羧基是影響碳酸鈣成垢的主要因素，而分散作用機(jī)理則是阻磷 酸鈣垢和阻硫酸鈣垢的主要機(jī)理。醚基的存在賦予阻垢分散劑在具有阻垢分散 作用的同時(shí)具有絮凝功能，能夠?qū)⑷芤褐械拟}垢等微小顆粒聚集在一起，形成 尺寸較大易于機(jī)械分離的聚集體，從而降低體系的濁度。 掃描電鏡照片進(jìn)一步證實(shí)，阻垢劑的加入改變了碳酸鈣的結(jié)晶方式，使垢 h i 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 樣的形貌發(fā)生了改變。添加p a a 后盡管表面不再平整但仍能觀察到比較規(guī)整的 四面體晶體結(jié)構(gòu)；面添加p ( a a m p e g m a ) 后晶體形狀被徹底破壞，垢樣成 為疏松、多孔、絮狀的無定形聚集體。x 衍射譜圖也表明，添加p ( a a f m p e g m a ) 后垢樣中方解石含量減少甚多，垢樣變得疏松。 關(guān)鍵詞：聚乙二醇單甲醚；阻垢分散劑；碳酸鈣；硫酸鈣；磷酸鈣 i v 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 s t u d yo nt h es y n t h e s i sa n di n h i b i t i n gp r o p e r t i e s o f p o l y a e t h e rs c a l ei n h i b i t o ra n dd i s p e r s a n t m a j o r ：m a t e r i a l ss c i e n c e p o s t g r a d u a t ec a n d i d a t e ：x u b i n gs u n s u p e r v i s o r ：p r o f b i n gl i a n g t h ew a t e r - s o l u b l ec o p o l y m e rp c a a m p e g a a ) o fa c r y l i ca c i d ( 從) a n d m e t h o x yp o l y e t h y l e n eg l y c o la c r y l a t e ( m p e g a a ) c o n t a i n i n ga e t h e rg r o u p si nt h e s i d ec h a i n sw e r es y n t h e s i z e db yr a d i c a la q u e o u ss o l u t i o nc o p o l y m e r i z a t i o n n e e f f e c t so ft h er e a c t i o nc o n d i t i o n ss u c ha sr a t i oo fm o n o m e r , d o s a g eo fi n i t i a t o r , d o s a g eo fc h a i nt r a n s f e ra g e n t ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n dr e a c t i o nt i m eo nt h e a n t i s c a l i n gp e r f o r m a n c eo ft h ee o p o l y m e rw e r es t u d i e d t h ee f f e c t so ft h e e o p o l y m e rc o n c e n t r a t i o n ，c a l c i u mc o n c e n t r a t i o n ，p hv a l u e ，i n h i b i t i n gt e m p e r a t u r e a n di n h i b i t i n gt i m eo nt h e a n t i s c a l i n gr a t eo f c a l c i u mc a r b o n a t e ，c a l c i u mp h o s p h a t e a n dc a l c i u m s u l p h a t e w e r ei n v e s t i g a t e d t h e p e r f o r m a n c e so fe o p o l y m e ro f d i s p e r s i n gf e r r i co x i d e , a n t i - c o r r o s i n ga n di n f l u e n c i n gt h et u r b i d i t yw e r es t u d i e dt o o t h ec o p o l y m e rs t r u c t u r ea n dh e a tr e s i s t a n c ew e r er e s p e c t i v e l yc h a r a c t e r i z e db yi r s p e c t r u ma n dt g t h ec r y s t a lm o r p h o l o g yo fc a c 0 3p h a s ew a sc h a r a c t e r i z e db y s e ma n d x r d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ei n f l u e n c eo fr e a c t i o nc o n d i t i o n s0 1 1t h ep e r f o r m a n c e o ft h ec o p o l y m c rm a i n l yd e p e n d so nt h em o l e c u l a rw e i g ho ft h ec o p o l y m e rw h i c h h a sm o r ee f f e c to ni n h i b i t i n gc a l c i u mc a r b o n a t et h a ni n h i b i t i n gc a l c i u mp h o s p h a t e t h ec o p o l y m e rh a se x c e l l e n tp e r f o r m a n c e so f i n h i b i t i n gc a l c i u mp h o s p h a t e ，c a l c i u m s u l p h a t e a n d v e r yg o o dp e r f o r m a n c eo fi n h i b i t i n g c a l c i u mc a r b o n a t e t h c a n t i s c a l i n gp e r f o r m a n c e so fc o p o l y m e rb e c o m eb a dal i t t l ew i t ht h ec a l c i u m c o n c e n t r a t i o ni n c r e a s i n go ri n h i b i t i n gt e m p e r a t u r er i s i n go rt h ep hv a l u ei n c r e a s i n g o ri n h i b i t i n gt i m ep r o l o n g i n g ，b u tt h ec o p o l y m e rc a l lb es t i l lu s e di nc o o l i n gw a t e r s y s t e mo f m u c hh i g hc y c l eo f c o n c e n t r a t i o n v 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 t h ec a r b o x y lg r o u pi st h ep r i m a r yf a c t o ro f i n h i b i t i n gc a l c i u mc a r b o n a t es c a l e ， w h i l em e c h a n i s mo fi n h i b i t i n gc a l c i u mp h o s p h a t ea n dc a l c i u ms u l f a t ei sd i s p e r s i o n b yc o n t r a s t i n gt h e i n h i b i t i n gp e r f o r m a n c e o fp 峨p ( a a a m p s ) w i t h p ( a a m p e g a a ) t h ec o p o l y m e rc a nr e d u c et h et u r b i d i t yo ft h ec y c l es y s t e mb y c o n g r e g a t i n gt h es m a l lp a r t i c l e ss u c ha sc a l c i u ms c a l e sw h i c hf o r mb i g g i s hc o n g e r i e s a n da r ee a s i l ym e c h a n i c a l l ys e p a r a t e db e c a u s ea e t h e rg r o u p se n d o wt h ec o p o l y m e r 、j l r i mi n h i b i t i n g d i s p e r s i n ga n df l o c c u l a t i n gf u c t i o n s s e mm i c m g r a p h sf u r t h e ra p p r o v et h a tt h ec o p o l y m e rc h a n g e st h ec r y s t a l m o r p h o l o g yo fc a l c i u mc a r b o n a t e t h em o r p h o l o g yo fc a l c i u mc a r b o n a t es c a l ew i t h t h ep r e s e n c eo f t h ep a ai sn o ti no r d e ra n ym o r e ，b u tc a nb es t i l lo b s e r v e dt h es h a p e o fc u b i cs t r u c t u r e t h ec r y s t a lm o r p h o l o g yo fc a l c i u mc a r b o n a t es c a l ew i t ha d d i n g p ( a a m p e g a a ) i sc o m p l e t e l yd e s t r o y e d , a n dx r ds p e c t r u m ss h o wt h eq u a n t i t yo f c a l c i t er e d u c e s ，s ot h es c a l e sb e c o m e l o o s e ，s p o n g y , f l o e c u l a ra n da m o r p h o u s k e y w o r d s ：m e t h o x yp o l y e t h y l e n eg l y c o l ，i n h i b i t o ra n dd i s p e r s a n t ，c a l c i u m c a r b o n a t e ，c a l c i u mp h o s p h a t e , c a l c i u ms u l p h a t e v i 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 聲明 本人聲明呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的 研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其 他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含獲得四川大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu) 的學(xué)位或證明書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何 貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示感謝。 本學(xué)位論文成果是在四川大學(xué)讀書期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下取得的，論文成果 歸四川大學(xué)所有，特此聲明。 7 5 指導(dǎo)教師： 學(xué)生： 璨、兵 珥讎 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章前言 1 1 研究背景 2 1 世紀(jì)困擾全球的三大環(huán)境問題是：全球變暖、淡水短缺及荒漠化和森 林濫伐。淡水問題是被提到全球的第二大問題，可見其重要性，它不僅制約 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且影響人類生存的質(zhì)量。人均水資源占有量降低到一定程度 就會成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，有人認(rèn)為人均水資源占有量1 0 0 0 m 3 為生存的起碼 條件，人均2 0 0 0 m 3 為缺水的邊緣；又有人認(rèn)為，人均1 7 5 0 m 3 是國際公認(rèn)豹 緊張線，人均1 0 0 0 m 3 為慢性缺水。2 1 世紀(jì)初人均水資源占有量低于1 0 0 0 m 3 的國家有3 0 多個(gè)，涉及2 5 億人口；預(yù)計(jì)2 0 5 0 年低于人均1 0 0 0 m 3 的國家可 能達(dá)到4 8 6 0 個(gè)，涉及2 0 億人口以上。 人口的迅速增長造成對水資源的更大壓力。全球人口在2 0 世紀(jì)初僅為 1 0 億，到2 0 世紀(jì)末己增至6 0 億。我國為人口大國，這就要求我們更要節(jié)約 水資源。我國的水資源雖為世界的第6 位，但人均占有的水資源只約為世界 平均值的四分之一，被列為貧永國家。1 9 8 4 年在世界排名第8 8 位，1 9 9 6 年 降為1 0 9 位，1 9 9 7 年又降為1 2 1 位，2 0 0 3 年聯(lián)合國世界水資源發(fā)展報(bào)告對1 8 0 個(gè)國家的排名，我國排名在1 4 0 位之后。我國河川年徑流量為2 7 1 1 5 x 1 0 8 m 3 a ， 以1 9 9 8 年底人口1 0 8 8 2 億計(jì)，人均年徑流量為2 4 9 1 m 3 ；以1 9 9 9 年人口1 2 4 8 億計(jì)，人均年徑流量則降為2 1 7 3 m 3 ；以2 0 0 5 年人1 ：2 為1 3 億計(jì)，人均年徑流 量為2 0 8 6 m 3 ；如果2 0 5 0 年人口穩(wěn)定為1 5 億，則人均年徑流量僅為1 8 0 8 m 3 。 2 0 世紀(jì)末，我國水資源供需矛盾比較嚴(yán)重。在全國6 4 0 個(gè)城市中，缺水 城市達(dá)3 0 0 多個(gè)，其中嚴(yán)重缺水的城市1 1 4 個(gè)，日缺水1 6 0 0 萬噸，每年因缺 水造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2 0 0 0 億元，全國每年因缺水少產(chǎn)糧食7 0 0 8 0 0 億 公斤。進(jìn)入2 l 世紀(jì)，我國水資源供需矛盾將進(jìn)一步加劇，據(jù)預(yù)測，2 0 1 0 年， 全國總供水量為6 2 0 0 6 5 0 0 億矗，相應(yīng)的總需水量將達(dá)7 3 0 0 億m 3 ，供需缺 口近1 0 0 0 億o ，2 0 3 0 年全國總需水量將達(dá)1 0 0 0 0 億m 3 ，全國將缺水4 0 0 0 4 5 0 0 億m 3 ，到2 0 5 0 年全國將缺水6 0 0 0 7 0 0 0 億m 3 。 我國政府對環(huán)境保護(hù)和資源環(huán)境問題越來越重視。胡錦濤主席于2 0 0 4 年3 月1 0 日在中央人口資源工作座談會上作重要講話：“可持續(xù)發(fā)展，就是 豎型查蘭嬰圭蘭垡堡苧 要促進(jìn)人與自然的和諧，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，堅(jiān)持走 生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，保證一代一代的永續(xù)發(fā)展?！?并且提出，要積極建設(shè)節(jié)水型社會，要把節(jié)水作為一項(xiàng)長期堅(jiān)持的戰(zhàn)略方針， 把節(jié)水工作貫穿于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和群眾生活的全過程。 在城市用水中，工業(yè)用水占8 0 以上，而在工業(yè)用水中，冷卻用水約占 7 0 8 0 ，因此節(jié)約冷卻用水就成為節(jié)約城市用水的關(guān)鍵。人們發(fā)現(xiàn)，采用 循環(huán)冷卻并提高濃縮倍數(shù)是節(jié)約工業(yè)冷卻水的有效方法。如：對于一個(gè)冷卻 水系統(tǒng)，如果從直流水改為循環(huán)水，并濃縮至3 倍，那么其用水量將銳減至 原來量的1 9 5 ，排污量將下降至原來的0 6 5 ，即對于一個(gè)需用冷卻水量為 1 0 0 0 0 m 3 d , 時(shí)的系統(tǒng)，如果改為循環(huán)水，并濃縮至3 倍，則每小時(shí)只需補(bǔ)充 新鮮水約為1 9 5 m 3 ，排污6 5 m 3 左右【”。然而，采用循環(huán)水冷卻方式后，隨著 循環(huán)水的不斷濃縮。水中的難溶鹽離子，如鈣、鎂、碳酸根和磷酸根會大大 超過其飽和溶解度，易從水中沉淀析出形成水垢( 又稱為硬垢) ，粘附在熱交 換器的管壁表面上，嚴(yán)重降低傳熱效率。結(jié)垢問題廣泛存在于化肥、石油化 工、冶金、采油，煉油、輕工、大廈中央空調(diào)等各個(gè)領(lǐng)域。水垢的產(chǎn)生，會 帶來一系列的危害性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一、浪費(fèi)燃料能源，水垢 的導(dǎo)熱性很差，導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼材的幾十分之一幾百分之一，結(jié)垢后會使 受熱面?zhèn)鳠崆闆r惡化，降低傳熱效率。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)結(jié)垢厚度達(dá)到8 毫米時(shí)，燃料能源浪費(fèi)將達(dá)到3 0 4 0 。例如，在中央空調(diào)的冷卻水循環(huán)系 統(tǒng)中，由于水垢的導(dǎo)熱系數(shù)小于0 8 ，而制造冷凝器和蒸發(fā)器的紫銅管的導(dǎo)熱 系數(shù)為3 2 0 ，兩者相差懸殊；二、破壞水循環(huán)，在系統(tǒng)管段直徑較大的地方結(jié) 垢后，會導(dǎo)致傳熱不良，降低設(shè)備效率，若在直徑較小的管子內(nèi)結(jié)垢，會使 流通面積減少，增加水循環(huán)阻力，嚴(yán)重時(shí)，會使管子完全堵塞，造成爆管事 故；三、縮短設(shè)備壽命，由于水垢覆蓋在換熱表面，阻止了設(shè)備的有效換熱， 使換熱表面的金屬長期處于高溫?zé)嶝?fù)荷狀態(tài)，導(dǎo)致金屬疲勞，加上垢下腐蝕 導(dǎo)致的設(shè)備穿孔泄漏，使設(shè)備使用壽命大為縮短，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因 此，阻止循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水垢的產(chǎn)生，不僅能節(jié)約水資源，提高設(shè)備用能 效率，減少各種損失，而且可通過相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)社會和經(jīng)濟(jì)的可 持續(xù)發(fā)劇厶3 1 。 粵業(yè)奎堂堡主蘭垡絲苧 1 2 除垢方法 控制水垢的方法有物理方法和化學(xué)方法。國內(nèi)使用的物理方法有磁化處 理、靜電處理、超聲水處理技術(shù)、脈沖電場處理技術(shù)、電磁技術(shù)等。物理方 法多使用在單臺設(shè)備或小型循環(huán)水系統(tǒng)中，其技術(shù)尚待掌握，處理效果不如 化學(xué)方法。對于大中型循環(huán)冷卻水系統(tǒng)來說，采用化學(xué)方法處理較為成熟、 經(jīng)濟(jì)和有效。大多數(shù)情況下，換熱器表面上形成的水垢是以碳酸鈣為主。這 是因?yàn)榱蛩徕}的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳酸鈣，比碳酸鈣約大9 0 倍，所以碳酸鈣比 硫酸鈣更加容易析出，同時(shí)天然水中溶解的磷酸鹽比較少，因此，除非向水 中投加過量的磷酸鹽，否則磷酸鈣垢將較少出現(xiàn)，因此化學(xué)方法都是針對解 決碳酸鈣問題?；瘜W(xué)方法包括( 1 ) ：除去部分成垢離子，主要是通過離子交 換法和石灰軟化法來軟化補(bǔ)充水中的成垢離子；( 2 ) ：加酸或通二氧化碳?xì)猓?降低p h 值，穩(wěn)定碳酸氫鹽；( 3 ) ：添加阻垢劑，破壞成垢鹽類的結(jié)晶生長。 國內(nèi)外循環(huán)冷卻水系統(tǒng)普遍采用添加阻垢分散劑來延緩或抑制無機(jī)垢的生 成。 。 1 3 阻垢機(jī)理 水垢的形成就是微溶鹽從溶液中結(jié)晶沉淀的過程。根據(jù)結(jié)晶動力學(xué)的觀 點(diǎn)，結(jié)晶過程首先是產(chǎn)生晶核，由晶核再生長成微晶粒，這種微小的晶粒在 溶液中由于熱運(yùn)動不斷的相互碰撞，和容器壁也不斷的進(jìn)行碰撞，碰撞的結(jié) 果使小晶體不斷變大，進(jìn)而形成溶液中和傳熱表面上的水垢 4 1 。f i g 1 1 為碳 酸鈣晶體的結(jié)晶生長過程示意圖。 從碳酸鈣結(jié)晶的過程來看，只有當(dāng)b 分子碳酸鈣小晶粒以所帶正電荷的 鈣離子部分向a 分子碳酸鈣小晶粒的帶負(fù)電荷的碳酸根離子部分碰撞。才能 彼此結(jié)合成較大的晶體，若連續(xù)的不斷的按一定的方向碰撞，就形成了碳酸 鈣水垢。要防止水垢的產(chǎn)生可以通過添加藥劑的方法來破壞或控制結(jié)晶過程 中的某一過程，包括形成過飽和溶液和晶核的形成并生長成晶體。 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 ：c 礦：2 ：c 0 3 2 。 f i g ，1 1t h es k e t c hm a po fc a c 0 。c r y s t a iii z a t i o f t 目前公認(rèn)的阻垢機(jī)理包括以下幾個(gè)方面【5 吲： ( 1 ) 螯合增溶作用阻垢劑溶解于水中后發(fā)生電離，生成帶負(fù)電性的離子， 它可與水中的成垢陽離子形成溶于水的絡(luò)合物或螯合物，從而使無機(jī) 鹽溶解度增加，也降低了水中成垢陽離子的濃度，使水中析出沉淀的 可能性減小，起到阻垢作用。f i g 1 2 為聚磷酸鹽、聚羧酸、聚有機(jī)膦 酸分別與鈣離子形成的單環(huán)螯合物或雙環(huán)螯合物，它們之間存在定量 關(guān)系。 宮rr o _ l ，_ 曠r 鏟 o 6 、 扣y p 8 霉寧 - o f o - r p f i k 1 2t h ec h e l a t e so fc 礦w i t hi n h i b i t o r s 4 塑型查蘭堡主蘭垡絲苧 ( 2 ) 晶格畸變作用水垢的成長是按照嚴(yán)格的順序，由帶正電荷的離子與帶 負(fù)電荷的離子碰撞才能彼此結(jié)合，并按一定的方向成長。當(dāng)在水中加 入阻垢劑時(shí)，它們會吸附到成垢晶體的活性增長點(diǎn)上與成垢陽離子螯 合，抑制晶格向一定的方向成長。f i g 1 3 為c a c 0 3 晶體歪曲生長示意 圖。晶格畸變被認(rèn)為是阻垢機(jī)理的主要部分。 f ig f1 ，3t h es k e t c hm a po fo a c o , c r y s t a ld l s t o r t e dg r o w t h ( 3 ) 分散作用或靜電斥力作用阻垢劑溶解在水中電離為負(fù)離子，它可以通 過物理吸附和化學(xué)吸附吸附在垢晶的晶核或微晶顆粒上，形成雙電層， 改變顆粒表面原來的電荷狀態(tài)，由于靜電斥力，顆粒相互排斥，避免 了顆粒碰撞生長，使顆粒分散在水中。如f i g 1 4 所示： 1 ：p a r t i c l e s ，2 ：i n h i b i t o r ，3 ：d i s p e r s e dp a r t i c l e s f i g 1 4t h es k e t c hm a po fd i s p e r s i o n 其他機(jī)理： 低劑量效應(yīng)嘲：又稱溶限效應(yīng)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因在于阻垢劑電離的 陰離子和成垢陽離子的螯合作用并非按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行。當(dāng)溶液中有大量的 5 嬰型盔蘭堡主蘭些堡苧 水垢小晶體存在時(shí)，這些小晶體能通過物理或化學(xué)作用吸附一定量的阻垢劑， 使界面能大大增加。按照吉布斯一湯姆遜理論，界面能越高，晶體的臨界半 徑越大，從水中析出這些小晶體越困難。這樣，在未添加阻垢劑時(shí)，就容易 出現(xiàn)過飽和溶液而析出小晶體，而加入藥劑后，界面能增加，使水中不析出 這些微晶。因此，少量的阻垢劑就可將大量的成垢離子穩(wěn)定在水中，而且隨 著阻垢劑用量的增加，表現(xiàn)出阻垢率隨之增大；當(dāng)濃度大于一定值時(shí)，這種 阻垢作用的增加將不明顯。 再生自解脫膜假說：h e r b e r t _ 1 0 】等認(rèn)為聚丙烯酸類阻垢劑能在金屬傳熱面 上形成一種與無機(jī)晶體顆粒共同沉淀的膜，當(dāng)這種膜增加到一定厚度時(shí)，會 在傳熱面上破裂并脫離傳熱面。由于這種膜的不斷形成和破裂，使垢層生長 受到抑制。此假說在實(shí)質(zhì)上反映了阻垢劑的“消垢”機(jī)制。關(guān)于這一假說，尚 有異議。 雙電層作用機(jī)理：g i l l t 】等提出了雙電層作用機(jī)理，認(rèn)為阻垢劑的作用 是在生長晶核附近的擴(kuò)散邊界層內(nèi)富集，形成雙電層并阻礙成垢離子或分子 簇在金屬表面的聚結(jié)。他們還認(rèn)為，阻垢劑與晶核( 或垢質(zhì)分子簇) 之間的 結(jié)合是不穩(wěn)定的。 王京博士【1 2 】的研究認(rèn)為，阻碳酸鈣垢以阻垢為主，阻磷酸鈣垢以分散作 用為主。所謂分散作用是指阻垢劑分子吸附在垢粒的表面，改變垢粒表面的 電性，使垢粒無法碰撞長大，因而穩(wěn)定在水中。 1 4 阻垢分散劑國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及分類 1 4 1 阻垢分散劑國外發(fā)展?fàn)顩r 循環(huán)冷卻水處理劑在國外是2 0 世紀(jì)3 0 年代初開始發(fā)展的。 在3 0 年代和4 0 年代，主要采用聚磷酸鹽和天然高分子如丹寧、木質(zhì)素、 磺化木質(zhì)素、淀粉和羧甲基纖維素等天然有機(jī)物質(zhì)作阻垢分散劑，控制水垢 的生成，對抑制懸浮物和鐵垢的沉積有較好的效果，能部分解決水垢沉積和 鋅鹽穩(wěn)定問題，但用量大，尤其是用于高濃縮倍數(shù)時(shí)，用量就更高，當(dāng)溫度 和壓力較大時(shí)易于分解，降低了其阻垢能力，且造成了水中的有機(jī)污染，限 制了其應(yīng)用。 2 0 世紀(jì)6 0 年代后期至7 0 年代中期，開始出現(xiàn)聚羧酸鹽類阻垢分散劑， 墮型莖蘭堡主蘭垡堡苧 顯示出良好的阻垢效果。聚羧酸及其衍生物是近代冷卻水處理中新開發(fā)的一 類聚電解質(zhì)，其阻垢機(jī)理是在水中起凝聚后的分散作用及晶格畸變作用。作 為阻垢劑時(shí)，其性能與分子量的大小和官能團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)，只有在一定的分 子量范圍內(nèi)，其阻垢性能才能明顯。聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸是兩類使用較 多的聚羧酸類阻垢劑，廣泛應(yīng)用于循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)中，顯示出優(yōu)越的阻 垢性能。 2 0 世紀(jì)7 0 年代后期，羧酸類共聚物阻垢分散劑開始出現(xiàn)，使阻垢分散 劑上了一個(gè)新的臺階。水解聚馬來酸是新研究的一種聚二元羧酸類阻垢劑， 由于其羧基數(shù)量較多，阻垢性能及耐溫性能均優(yōu)于聚丙烯酸類阻垢荊，能夠 在1 7 5 的高溫下保持良好的阻垢性能，具有廣泛的應(yīng)用范圍。它不但能抑制 碳酸鈣及硫酸鈣，對磷酸鈣垢也有較好的阻垢性能；同時(shí)與鋅鹽有很好的協(xié) 同作用，起到良好的緩蝕效果。膦酸及多元膦酸是7 0 年代以來循環(huán)冷卻水化 學(xué)處理中廣泛應(yīng)用的重要的含磷有機(jī)緩蝕阻垢劑，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性， 有一定程度的耐氧化性能，具有不易水解，能耐較高溫度等特點(diǎn)。 2 0 世紀(jì)8 0 年代，隨著環(huán)境對排污的限制和循環(huán)水濃縮倍數(shù)的提高，各 種高性能的共聚物阻垢分散劑不斷出現(xiàn)，尤其是含磺酸、膦酸、羥基和醚基 等官能團(tuán)的共聚物，因其優(yōu)良的性能引起普遍關(guān)注。 2 0 世紀(jì)9 0 年代至今，具有特種結(jié)構(gòu)和性能及環(huán)境友好型阻垢分散劑開 始出現(xiàn)。如p a p e m p 是一種新型的阻垢分散劑，對鈣的容忍度大幅度提高， 適合超高硬度、高堿度水質(zhì)處理，分子中含聚醚一類的阻垢分散劑，不但對 磷酸鈣有較好的分散效果，而且有良好的粘泥剝離作用，逐步顯示出良好的 應(yīng)用前景；而聚天冬氨酸( p a s p ) 和聚環(huán)氧琥珀酸口e s a ) 是隨著綠色化學(xué)興起 而開發(fā)的一類新型的環(huán)境友好型阻垢分散劑，具有優(yōu)異的阻垢分散性能和良 好的可生物降解性、無毒、不破壞生態(tài)環(huán)境的阻垢劑，是公認(rèn)的綠色阻垢劑和 水處理劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品 1 3 】。 1 4 2 阻垢分散劑國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國水處理化學(xué)品的發(fā)展是隨著現(xiàn)代水處理技術(shù)由國外的引進(jìn)而發(fā)展起 來的，開發(fā)時(shí)間比發(fā)達(dá)國家晚3 0 到4 0 年，但發(fā)展較快，現(xiàn)已經(jīng)形成自主研 制、開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的體系。發(fā)展歷程可分為兩個(gè)階段：1 9 7 4 年到1 9 8 9 年為第 7 巴業(yè)查堂堡主蘭垡蘭塞 一階段，既引進(jìn)吸收和國產(chǎn)化階段，目標(biāo)是建立我國水處理化學(xué)品研究及制 造體系；1 9 9 0 年到2 0 0 0 年為第二階段，是創(chuàng)新研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化階段，目標(biāo)是建 立起我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水處理技術(shù)體系。7 0 年代以來，水溶性聚合物 由羧酸均聚物演變成二元共聚物，其性能主要是對碳酸鈣的抑制作用，8 0 年 代后又進(jìn)一步發(fā)展為三元共聚物，提高了對磷酸鈣垢的抑制能力，進(jìn)入9 0 年 代，帶強(qiáng)極性基團(tuán)的多元共聚物及含磷聚合物的研制成功對鋅、鐵離子的穩(wěn) 定作用及熱穩(wěn)定性能又有了明顯提高。我國水溶性聚合物方面取得了巨大的 成功，產(chǎn)品品種和性能基本上達(dá)到了國外發(fā)達(dá)國家9 0 年代的水平，經(jīng)過近半 個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，我國阻垢分散荊的開發(fā)與研究也經(jīng)歷了無機(jī)鹽、聚合電解質(zhì)、 天然高分子、有機(jī)膦酸、羧酸類共聚物等階段，已逐步由單一化技術(shù)向多元化 復(fù)合型技術(shù)發(fā)展【1 4 】。 1 4 3 聚合物阻垢分散劑的分類 阻垢分散劑的發(fā)展經(jīng)歷了從無機(jī)到有機(jī)，從天然到合成，從高磷、低磷 到無磷的發(fā)展歷程。對于聚合物阻垢劑來說，一般可以分為天然聚合物、羧酸 類、磺酸類、含磷、含醚基、膦磺酸類共聚物以及環(huán)境友好型阻垢劑。 1 4 3 1 天然聚合物阻垢分散劑 天然聚合物阻垢分散劑主要有淀粉、丹寧、木質(zhì)素、腐植酸鈉、殼聚糖 以及纖維素等。淀粉和纖維素是多聚糖類高分子化合物，由于分子中含有大 量的羥基，易與水中的鈣、鎂等離子發(fā)生作用，從而抑制鈣、鎂等化合物晶 體的生長；淀粉和纖維素的羧甲基化產(chǎn)物羧甲基淀粉和羧甲基纖維素也 可作為阻垢分散劑；丹寧是聚合度不同的、含有許多酚羥基的物質(zhì)，分子結(jié) 構(gòu)中含有大量的羥基和部分水解產(chǎn)生的羧基，能夠與多種金屬離子螯合形成 溶解度較大的螯合物，阻止結(jié)垢物析出為沉淀物，還可在金屬表面形成單寧 酸鐵保護(hù)膜，并具有一定的殺菌作用；木質(zhì)素是一種芳香型化合物，分子中 含有苯甲醇羥基、酚羥基、羰基等，還可以發(fā)生烷基化、羥甲基化、酯化、 ?；确磻?yīng)，這些基團(tuán)中氧原子上的未共用電子對能與金屬離子形成配位鍵 從而抑制結(jié)垢；腐植酸鈉是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子羧酸鹽混合物，可抑制碳 酸鈣晶體的生成；殼聚糖能吸附在碳酸鈣晶核的活性點(diǎn)上，引起晶體畸變使 碳酸鈣微晶不能正常生長。天然聚合物不穩(wěn)定、投入量大，并且阻垢和分散 嬰盟查蘭堡主蘭絲堡壅 效果不及合成聚合物阻垢劑，現(xiàn)在已很少使用。但是天然聚合物來源廣、價(jià) 廉、可生物降解，可以通過改性來制備經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效的聚合物阻垢劑。 如殼聚糖與丙烯酸的共聚物，其阻垢性能優(yōu)于殼聚糖；對木質(zhì)素、單寧改性 可得到同時(shí)具有阻垢、緩蝕、絮凝、殺菌作用的多功能水處理劑。目前國內(nèi) 常見的天然高分子阻垢分散劑主要是改性的木質(zhì)素和殼聚糖兩大類【”，1 6 】。 1 4 3 2 羧酸類聚合物阻垢分散劑 羧酸類聚合物阻垢劑是一類以丙烯酸( a a ) 、馬來酸或馬來酸酐( m a ) 為主要單體，在適當(dāng)引發(fā)劑作用下，與其他一種或幾種單體共聚而成的水溶 性聚合物阻垢分散劑。此類阻垢分散劑中的羧基官能團(tuán)對鈣離子、鎂離子、 鐵離子、鋇離子等具有較強(qiáng)的螯合能力，不僅具有分散、凝聚作用，還能在 無機(jī)垢結(jié)晶過程中干擾晶格的正常排列而起到阻垢作用。此類聚合物主要有 聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及其鈉鹽、水解聚馬來酸、馬來酸丙烯酸共聚物、 丙烯酸丙烯酸酯共聚物、丙烯酸丙烯酰胺共聚物等。 聚丙烯酸和聚馬來酸國外早在2 0 世紀(jì)7 0 年代初就投入實(shí)際應(yīng)用的高分 子阻垢產(chǎn)品。丙烯酸丙烯酸羥烷酯共聚物 1 1 是美國b e t z 公司和日本栗田工業(yè) 株式會社開發(fā)，在油田用水中做阻垢劑，在冷卻水、鍋爐水等單獨(dú)使用或其 他藥劑復(fù)配使用，對抑制磷酸鈣，鐵氧化物沉積十分有效，并能分散粘泥及 油垢。美國n a l c o 公司的n _ 7 3 1 9 是由丙烯酸與丙烯酸酯共聚而成，可用于油 田注水，鍋爐水等水系統(tǒng)，能抑制與含鈣接觸的金屬表面上鈣垢形成與沉積， 尤其在p h 大于1 0 和較高溫度的含鈣水中，也能有效抑制鈣沉積；其后又研 制了丙烯酸丙烯酰胺共聚物，不僅能抑制磷酸鈣垢而且能抑制碳酸鈣垢，分 散氧化鐵泥土、淤泥等物質(zhì)，甚至在鐵離子存在時(shí)候，也能高效的抑制磷酸 鈣。美國bfg o o d r i c h 公司【l 卅化學(xué)部于1 9 世紀(jì)8 0 年代發(fā)明了由丙烯酸和取 代丙烯酰胺而成的非交聯(lián)無規(guī)共聚物作為阻垢劑，該共聚物可以抑制多種垢 物沉積，包括磷酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鎂、硅酸鈣、磷酸鋅等，并能抑制其 混合物結(jié)垢，對鐵也有良好的分散作用。 2 0 世紀(jì)8 0 年代中期，國內(nèi)丙烯酸丙烯酸甲酯共聚物開發(fā)成功，奠定了 我國水溶性聚合物水處理劑的基礎(chǔ)【l 觀。聚丙烯酰胺是一類較早用于循環(huán)冷卻 水領(lǐng)域的阻垢劑，將丙烯酸與丙烯酰胺單體共聚合成丙烯酸丙烯酰胺共聚 9 璺坐奎蘭堡圭堂垡堡壅 物，阻碳酸鈣和磷酸鈣垢效果好。由丙烯酸與取代丙烯酰胺( 如叔丁基丙烯 酰胺) 共聚而成的阻垢劑可有效的將鐵穩(wěn)定在水中，且能在溶解氧存在下發(fā) 揮阻垢作用。丙烯酸丙烯酰胺甲基丙烯酸酯三元共聚物具有阻垢、耐溫、耐 酸、耐堿等多種功效。馬來酸酐類聚合物阻垢分散劑是以馬來酸或水解馬來 酸酐為主要單體的一類聚合物阻垢分散劑，其結(jié)構(gòu)中羧基數(shù)目較聚丙烯酸類 阻垢劑多，因此具有良好的熱穩(wěn)定性和阻碳酸鈣和磷酸鈣垢性能，在海水淡 化的閃蒸裝置中和低壓鍋爐上得到廣泛應(yīng)用。郭德濟(jì)掣2 0 】合成了馬來酸酐丙 烯酰胺二元共聚物，該聚合物阻垢劑用量少，對碳酸鈣、磷酸鈣有較好的效 果。鄭邦乾等【2 l 】較早以甲苯為溶劑，合成了馬來酸酐醋酸乙烯酯、馬來酸酐 醋酸乙烯酯丙烯酸甲酯、馬來酸醋酸乙烯酯苯乙烯三種共聚物，它們具有 較好的阻碳酸鈣和硫酸鈣能力，其中馬來酸酐醋酸乙烯酯丙烯酸甲酯阻垢效 果最突出。李效紅等瞄】等分別以馬來酸、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯為單體，合 成的水溶性聚合物聚馬來酸丙烯酰胺丙烯酸甲酯是一種高效多功能阻垢劑， 研究了引發(fā)劑種類、單體滴加方式、單體聚合濃度、聚合溫度和時(shí)間對該聚 合物阻垢分散性能的影響，結(jié)果表明該共聚物阻垢劑對碳酸鈣、磷酸鈣、硫 酸鈣垢阻垢率高，同時(shí)穩(wěn)定鋅和分散氧化鐵也有一定的功效。馬來酸酐、丙 烯酸為主體的二、三元或多元共聚物因其阻垢效果好、耐溫、價(jià)格便宜而備 受關(guān)注。魏錫文等【2 3 】合成的馬來酸丙烯酸丙烯酰胺三元共聚物成本低，對碳 酸鈣、硫酸鈣有較好的抑制效果，對水質(zhì)適用范圍寬。黃伯芬等例用含有羥 基、酯基的單體與丙烯酸、丙烯酸酯、馬來酸酐共聚，合成了一種四元水溶 性共聚物z g - 9 3 ，綜合性能好，使用范圍寬，能有效防止碳酸鈣、硫酸鈣、 磷酸鈣垢的沉積，尤其對磷酸鈣垢具有優(yōu)異的效果，對鐵離子也有較好的分 散效果。劉麗慧掣2 5 】以馬來酸酐、丙烯酸和丙烯酸羥丙酯為原料，叔丁基過 氧化物為引發(fā)劑，異丙醇為相對分子量調(diào)節(jié)劑合成了馬來酸酐丙烯酸丙烯酸 羥丙酯三元共聚物，研究了聚合條件對共聚物阻硫酸鋇垢的影響，確定了合 適的聚合工藝條件。 1 4 3 3 膦基聚羧酸類聚合物阻垢分散劑 膦基聚羧酸類水溶性聚合物是一種性能優(yōu)異的水處理劑，可廣泛用于鋼 鐵、冶金、石油化工等行業(yè)的工業(yè)循環(huán)冷卻水以及鍋爐、油田注水等領(lǐng)域， 嬰型查蘭堡圭蘭垡絲苧 是由無機(jī)單體次磷酸或鹽( 在聚合時(shí)也起引發(fā)劑的作用) 與一種或兩種以上 有機(jī)單體( 如丙烯酸、馬來酸、含磺酸基單體) 共聚而成，其特點(diǎn)是將羧基 與膦酰基結(jié)合在同一個(gè)分子上閉。與其他共聚物阻垢劑相比，其特點(diǎn)主要是價(jià) 格低，效果好，集阻垢、緩蝕于一身。按膦酰基所處的位置可將含磷聚合物分為 二類：一類是膦酸亞基聚羧酸、膦酰基聚羧酸或聚膦?；人? p c a ) 化合 物，其特點(diǎn)是膦?；幱诰酆衔镏虚g，這類聚合物主要對抑制碳酸鈣垢有效， 復(fù)配后對抑制碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣等垢以及分散黏泥和氧化鐵有協(xié)同效 果，另一類則是被稱之為膦?；人峋酆衔? p o c a ) ，其特點(diǎn)是膦?；诰?合物的一端，在冷卻水中它既能阻垢又能緩蝕，有很高的鈣容忍度，抗氯離 子侵蝕性好。膦基聚羧酸共聚物結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，n a l c o 公司認(rèn)為，在馬來酸 次磷酸的聚合體中，可能存在下列7 中化合物：磷酸亞基二丁二酸單鈉鹽、 磷酸亞基丁二酸單鈉鹽、正磷酸鈉、亞磷酸鈉、次磷酸鈉、磷酸亞基丁二酸 齊聚物，而真正起作用的是磷酸亞基丁二酸齊聚物，而這類齊聚物至少還有 以下三種結(jié)構(gòu)：膦酸基處于鏈中間，膦酸基處于側(cè)鏈，膦酸基處于末端。膦 基聚合物分子中，羧基( - c o o h ) 與磷酸基 - p o ( o h ) 】結(jié)合在同一個(gè)分子 上，并以c - p 鍵方式連接，使化合物的穩(wěn)定性明顯提高，對成垢離子的螯合 能力也有所增強(qiáng)。膦基羧酸聚合物在抑制碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、穩(wěn)定鋅 離子和分散氧化鐵方面優(yōu)于有機(jī)膦酸、羧酸聚合物阻垢劑，又具有良好的緩 蝕性能，含磷量低，一般小于3 ，與其他聚合物復(fù)配后具有優(yōu)良的阻垢緩蝕 性能。近年來，以含膦?；牟伙柡拖N和不飽和羧酸如丙烯酸、馬來酸等 為單體，以水為溶劑j 過硫酸鹽為引發(fā)劑，開發(fā)出一系列性能良好的含膦聚 合物。 膦基聚羧酸聚合物國外于7 0 年代后期開始開發(fā)，g i b a - g e i g y 公司于7 0 年代就開發(fā)了膦基聚丙烯酸，發(fā)現(xiàn)其有較好的阻垢能力；n a l c o 公司7 0 年代 末開始研究膦基聚馬來酸，并成功用于油田水處理。到8 0 年代后期，日本花 王株式會社對膦基馬來酸的阻垢性能進(jìn)行了較詳細(xì)的研究，申請了瞵基聚馬 來酸的專利；美國c a l g o n 公司和日本伯東化學(xué)株式會社發(fā)現(xiàn)膦基聚丙烯酸與 有機(jī)膦酸鹽和膦羧酸復(fù)配后有明顯的緩蝕增效作用，同時(shí)還發(fā)表了膦基聚丙 烯酸與羥基乙叉二膦酸( h e d p ) 、鋅鹽以及多種水溶性聚合物組成的各種配 方的緩蝕與阻垢效果；9 0 年代初，m o g u l 公司又發(fā)現(xiàn)膦基聚丙烯酸對碳酸鈣、 l l 嬰型查蘭堡主芏垡絲塞 羥基磷灰石，特別對硅酸鎂垢有一定的溶解能力，使研究再次活躍【2 7 】。1 9 9 1 年世界最大的水處理公司n a l c o 公司也申請了含磷丁二酸齊聚物的專利。此 外，還有如a l b z i g h t & w i l s o n 公司的亞乙烯1 1 二膦酸丙烯酸共聚物【2 8 】，b e t z 公司合成的含膦?；?、羧酸基、磺酸基的烯丙胺聚合物及含氧衍生物【2 9 1 。b e t z 實(shí)驗(yàn)室l w b o c k e r 等【3 仉3 1 】人用不飽和有機(jī)磷酸單體i p p a 分別與丙烯酸羥丙 酯( 弼) a ) 、丙烯酰胺( a m ) 、甲基丙烯酸羥乙酯( h e m a ) 、丙烯酸甲酯( m a e ) 、 和丙烯酸( 從) 反應(yīng)，通過改變單體組成形式及物質(zhì)的量比，合成了1 1 種 目的化合物，評定了它們抑制磷酸鈣的能力；此后又通過水溶液聚合和溶劑 聚合法制備出異丙烯膦酸均聚物( p 口p ：a ) ，并測定了其阻垢性能和對碳鋼的 緩蝕性能，結(jié)果表明p i p p a 對碳鋼具有良好的緩蝕性能，鋼片通過預(yù)膜處理 后，緩蝕效果更佳。 國內(nèi)對膦基聚羧酸聚合物的開發(fā)開始于9 0 年代初。王麗蓉等【3 2 】在9 0 年 代研制的磷基聚丙烯酸結(jié)構(gòu)新穎，已申請專利，并建有1 0 0 0 t a 規(guī)模的工業(yè)化 裝置。何煥杰等睜列針對中原油田污水回注系統(tǒng)所用阻垢劑含量高、阻垢率低 以及與其他藥劑如殺菌劑、緩蝕劑配伍性差等問題，以丙烯酸、馬來酸與次 磷酸鹽共聚，制備膦基丙烯酸馮來酸共聚物阻垢劑z p s - 0 1 ，用作油田污水阻 垢劑，配伍性好，遠(yuǎn)優(yōu)于有機(jī)膦酸。同濟(jì)大學(xué)微量元素研究所 3 4 1 從1 9 9 4 年開 始相繼研制出含馬來酸基、膦酸亞基、氧乙烯基等的t j 型膦基聚羧酸水處理 劑，并已在多家單位應(yīng)用，結(jié)果表明，這種水處理劑具有優(yōu)異的緩蝕阻垢性 能和較低磷污染。任桂蘭等【3 5 】以馬來酸酐、丙烯酸和次磷酸二氫鈉為原料， 過氧化氫為引發(fā)劑，水為溶劑，合成了新型的環(huán)境友好的綠色阻垢產(chǎn)品馬來 酸酐丙烯酸氮川三甲叉膦酸共聚物( p m a n ) ，該反應(yīng)一步完成，無需氮?dú)?保護(hù)。反應(yīng)過程中無有害物質(zhì)排放，生產(chǎn)過程及產(chǎn)品使用過程都完全符合環(huán) 保要求，合成的阻垢劑不僅有優(yōu)異的阻垢、緩蝕性能，而且還有耐高溫，分 散性能好，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，含磷量低對環(huán)境無污染，與其他藥劑配伍性好等 優(yōu)點(diǎn)，非常適合在高硬度、高堿度、高p h 值水質(zhì)條件下使用。崔小明口6 】以 異丙烯膦酸、丙烯酸和丙烯酸羥丙酯為單體，水為溶劑，過硫酸銨為引發(fā)劑， 合成了異丙烯膦酸，丙烯酸丙烯酸羥丙酯三元共聚物，不僅有優(yōu)良的阻垢分散 性能，而且對碳鋼也有很好的緩蝕作用，還能與鋅鹽、有機(jī)膦酸鹽復(fù)配，顯 示出較強(qiáng)的協(xié)同增效作用，合成方法簡單，原料易得，成本低，對環(huán)境無污 墮業(yè)奎蘭堡主蘭堡堡蘭 染，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。范振中等 垌以馬來酸酐、丙烯酸羥丙酯和次磷酸鈉為原 料合成了一種膦基羧酸鹽共聚物阻垢劑z g ，并對其性能進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)，阻垢劑z g 對堿性污水有良好的阻垢性能。 1 4 3 4 磺酸基聚合物阻垢分散劑 磺酸基聚合物是有效的水處理劑，其突出優(yōu)點(diǎn)是阻垢不受水中是否存在 金屬離子的影響，特別是對磷酸鈣和鐵垢有良好的抑制作用，且能有效的分 散粘泥，穩(wěn)定金屬離子和有機(jī)膦酸，藥力持久，不易凝膠，是綜合性能優(yōu)越 的一類聚合物阻垢劑。 美國的b e t zl a b o r a t o r i e si n c ，c a l g o nc o r p o r a t i o n ，h a k oc h e m i c a lc o ，。 c h e m e dc o r p a r a t i o n 等幾大水處理公司先后開發(fā)了一系列含有磺酸鹽的共聚 物。b e t z p 8 】公司采用磺化苯乙烯與馬來酸酐共聚合得到的磺化苯乙烯馬來酸 酐共聚物用于阻垢劑，在共聚物中單體摩爾比為3 ：l ，所得共聚物的 m w - - 4 0 0 0 ，研究表明，此種共聚物對碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、硫酸鎂和氧 化鐵等多種垢具有良好的抑制效果。其他磺酸鹽共聚物 3 9 - 4 2 1 如