膦基羧酸共聚物阻垢分散性能的研究
阻垢剂(分散剂)
阻垢剂[编辑本段]阻垢剂定义（scale inhibitor）：是指具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能,并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。
缓蚀阻垢剂的作用机理分为: 络和增溶作用、晶格畸变作用、静电斥力作用。
1.络和增溶作用是共聚物溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。
2.晶格畸变作用是由分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成;3.静电斥力作用是共聚物溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。
[编辑本段]阻垢剂的分类有机膦系列阻垢剂、有机膦酸盐阻垢剂、聚羧酸类阻垢分散剂、复合阻垢剂、R O阻垢剂阻垢剂的作用：1、有机膦系列阻垢剂ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。
可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。
ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。
在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。
HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。
在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。
耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸（盐）好。
EDTMPS是含氮有机多元膦酸，属阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率高3～5倍。
能与水混溶，无毒无污染，化学稳定性及耐温性好，在200℃下仍有良好的阻垢效果。
EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，使钙垢正常结晶被破坏。
EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。
EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力，与铜离子的络合常数是包括EDTA 在内的所有螯合剂中最大的。
浅谈高分子阻垢剂的研究进展
阻垢 剂和 绿 色环 保 型 高分 子 阻 垢 剂 的研 究进 展 情 况 。
磷 酸盐 类 主 要 是氨 基 亚 甲基磷 酸类 ，是 ２ ０世 纪 ６ ０ 年代 后 期开 发 的水 处 理剂 ，它 的化 学 稳定 性 和热 稳 定性 好 ，不 易 水 解 ，２ ０℃以下 阻 碳 酸 钙垢 效 果 优 ０
系统 中菌藻 的繁殖 ，因此 ，在 冷却 水处 理 中单 纯 用 聚磷 酸盐 作 阻垢剂 已经 逐渐 被 淘汰 。
降低 。 ４ 聚羧 酸类 高分 子 阻垢剂 聚羧 酸类 高 分 子 阻垢 剂起 主 要作 用 的是聚 合 物 中 的一 Ｏ 一 团 ，其对 Ｃ ｚ，Ｍｇ ，Ｆ ．Ｃ ： 离 ＣＯ基 ａ＋ ｎ ｅ ｕ 等 子具 有 较 强 的耦合 能 力 ，不仅 有 分 散 和 凝 聚 作 用 ， 还 能 在无 机垢 结 晶过程 中干扰 晶格 正 常 的排列 ，从
现 代冷却水 阻垢 技术 的新 局 面 。
在 水处 理药 剂 工 作者 的不 断努 力 下 ，又 不断 开 发 出含 有 磺 酸基 嘲 、醚基 、氮 氧 化 型 的亚 甲基 磷 酸 ．以及 多官 能 团 的亚 甲基 磷 酸 。此 类化 合 物在 浓 缩倍 数 不 高 的水 质 中具有 良好 的 阻碳 酸钙 垢性 能 和
孟 明
（ 原 市 塑料 研 究所 ， 山西 太 原 太 ００ ２ ３ ０４）
摘
要 ： 细介 绍了天然高分 子阻垢 剂、含磷 低分子 阻垢 剂 、 详
２２ 有机 类 ＿
一
含 磷 高 分 子 阻垢 剂 、 聚 羧 酸 类 高分 子 阻垢 剂 、磺 酸 盐 高分 子
类 为磷 酸盐 类 ，另一 类 为磷 羧 （ ）酸 类 。 磺
基 化 、酯 化 、酰化 等 反应 ，这 些 基 团 中氧原 子ห้องสมุดไป่ตู้上 的
膦基磺酸共聚物阻垢分散剂的研制
在阻垢分散剂的应用和研制中多以螯合作用机理 为主， 由于螯合作用具有化学计量关系， 所以很难 达到投加剂量低， 阻垢效能高的效果， 也不能使阻 垢剂适用于多种不同的成垢物质= 为充分发挥阻垢 剂对微晶的吸附分散作用和晶格畸变作用， 须在其 分子中引入对不同成垢物质的微晶具有较强吸附
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E (:< 4 ;， 一定量聚合物， 1/ E ?! 9! 然后于 09@ 下 恒温 597， 冷却， 过滤， 取 *9! 9:; 溶液于 (9:; 容量 瓶中， 加 *! 9:; 钼酸铵、 $! 9:; 抗坏血酸， 用水稀释 至刻度， 摇匀， 室温下放置 59:HI， 测定吸光度， 从工 作曲线上求出对应磷含量! 同时做空白对比实验! 计算 3.（ （!磷 ） ! $ "#& ） * 阻垢率 % # % %9 !磷 E F599’ % $ % %9 式中 %# ， %9 ， %$ 分别为加与不加药剂及空白水样测 试前溶液中磷酸根离子的质量浓度! 5! $! $8 抑制锌盐沉积测定 3 （ 3. * G ）E *99:< 4 ;， 3 （ /3#$ % ）E $99:< 4 ;， *G 3 （ JI ）E (:< 4 ;， 1/ E ? ! 9， 一定 量聚合物 ! 然 后在 09@ 下恒 温 597， 冷却， 过滤， 取 59:; 滤 液 于 (9:; 容量瓶中， 加 *9:; 水、 59:; 缓冲溶液、 (:; 锌试剂乙醇溶液， 稀释至刻度， 摇匀， 室温放 置 59:HI! 测吸光度! 从工作曲线上求出对应锌离 子含量! 计算锌盐阻垢率 （!锌 ） ! & & % % %9 !锌 E # F599’ % &$ % %&9 式中 %&# 、 %&9 、 %&$ 分别为加与不加药剂及空白水样测 试前溶液中锌离子的质量浓度!
我国聚合物阻垢剂的研究新进展
展 ， 提 出我 国聚合 物阻垢 剂 今后 发展 的一 些建 议 。 并
ｌ 天 然 聚 合 物 阻垢 剂
天 然高 分 子 化合 物 如 葡 萄糖 酸 钠 、 粉 、 维 素 、 淀 纤 单 宁 、 质素 和壳 聚糖 是 最 早 应 用 于 冷却 水 系统 的一 木 类 阻垢 剂 。这类 聚合 物 的特 点 是分 子 中含有 许多 酚羟
解 ， 以通过 改性 等 方 法 制 备 经 济 、 保 、 效 的 聚 合 可 环 高
物阻垢 剂 。
（ ＡＡ） 马来 酸 （ 、 ＭＡ） 马来 酸 酐 为单 体 发 生均 聚或 者 或 与其 它单 体 共聚 而形 成 的一 类 水 溶 性 高 分 子 物 质 ． 主
要 有聚 丙 烯 酸 （ ＡＡ） 聚 甲基 丙 烯 酸 （ ＭＡＡ） 聚 马 Ｐ 、 Ｐ 、
来 酸 （ ＭＡ） 及 水 解 聚 马 来 酸 酐 （ Ｍ Ａ） 。 此 类 Ｐ 以 ＨＰ 等
谢燕 等＿ 以工 业 小质 素 磺 酸盐 Ｉ ｌ 一 Ｓ为原 料 ， 用 采 自由基共 聚 反 应对 Ｉ Ｓ进 行 接 枝 羧 基 改性 ． 备 了 改 制 性 的磺化 木质 素 Ｉ Ａ， 目前 广 泛使 用 的几 种 阻垢 刺 Ｓ 与
阻垢 剂 起 作 用 的 是 聚 合 物 中 的 ～Ｃ ＯＯＨ 基 团 ． 对 它
基金项 目： 山西 省 自然 科 学 基金 资助 项 目（ ０ ５ ０ １ ． 西 省科 技 攻 关 项 目（ Ｏ ６ ３ Ｏ ３） ２０１２）山 ２００儿 卜０ 收 稿 日期 ：０ ６ １ ２Ｊ ２０— 卜 【
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亏 与 生 物 互 狸
Ｃｈ ｍｉｔｙ ＆ Ｂｉｅ ｇ ｎ ｅｒ ｇ ｅ ｓｒ ｏ ｎ ｉｅ ｉ ｎ
综述毫论口
共聚物阻垢剂的研究进展
可 利 用 具 有 不 同 官 能 团 的 单 体 或 它 们 的 不 同 配
比 ， 聚成 具 有 水 处 理 功 能 的 共 聚 物 ， 而 陆续 开 共 从 发 了一 系 列 带 有 多 种 官 能 团 的 二 元 、 元 甚 至 四 三
元共 聚 物 ， 仅 出 现 了能 抑 制 碳 酸 钙 、 酸 钙 、 不 硫 磷
酸 钙 、 酸 钙 、 酸 钙垢 均 有 较 好 的 阻 垢 效 果 丙 硫 磷 烯 酸 一丙 烯 酰 胺 共 聚 物 能 够 抑 制 碳 酸 钙 、 酸 钙 硫 垢 ， 散 氧 化 铁 和 粘 泥 ， 至 在 铁 离 子 存 在 时 也 能 分 甚 有 效 抑 制 磷 酸 钙 垢 ， 以 用 于 硬 度 很 高 的 冷 却 水 可 中 ， 以在 碱 性 （ Ｈ ＝６～１ ） 却 水 中 防 止 氧 化 可 ｐ １冷
电力 等 行业 中的 工业 冷 却 水 在 水 消 耗 中所 占比 例 较 大 ， 制 高 性 能 、 功 能 型 水 处 理 剂 ， 确 保 节 研 多 以 约用 水 、 少 排 污 和保 护环 境 ， 越 来 越 受 到 广 泛 减 正
重 视 和关 注 。
羧 酸 类 共 聚 物 阻 垢 剂 是 一 类 以 丙 烯 酸 （ Ａ） Ａ 、 马来 酸 或 马 来 酸 酐 （ ＭＡ） 主要 单 体 ， 适 当引 发 为 在
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２０ ０ ２年 ９月
贾 成 风 等 ． 聚 物 阻 垢 剂 的 研 究 进 展 共
共 聚 物 阻 垢 剂 的 研 究 进 展
贾 成 凤 李 义 久
（ 济 大 学 化 学 系 ， 海 ２ ０９ ） 同 上 ００ ２
擒
耍
共 聚 物 阻 垢 剂 是 水 质 稳 定 剂 的 一 种 ， 泛 应 用 于 工 业 循 环 冷 却 水 系 统 。 本 广
阻垢剂的作用和原理
阻垢剂的作用和原理在我国，随着工业的迅速发展，用水量增大，循环用水成为节约水资源的重要手段，工业循环冷却水占工业用水总量的70%～90%。
随着阻垢剂的使用的广泛，为了适应各行业的应用，从而生产出很多不同类型，不同性质的阻垢剂。
一、什么是阻垢剂阻垢剂（Scale Inhibitor）是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能的一类药剂。
二、反渗透阻垢剂的主要成分有哪些反渗透阻垢剂主要包括一些天然分散剂、膦酸、膦羧酸及膦磺酸和高分子聚合物等，而目前使用的绝大多数阻垢分散剂是高分子聚合物。
它们能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶无机盐的沉积、结垢。
为了给使用提供便利，方便选购，我们需要对阻垢剂的种类进行了解。
常见的分类主要有以下几种：1、聚羧酸类阻垢分散剂聚羧酸类化合物对碳酸钙水垢有良好的阻垢作用，用量也极少，常用的有聚丙烯酸PAA、水解马来酸酐HPMA、AA/AMPS、多元共聚物等。
2、有机膦酸酯有机膦酸酯抑制硫酸钙垢的效果较好，但抑制碳酸钙垢的效果较差。
其毒性低，易水解。
3、有机膦酸类阻垢剂常用的有ATMP、HEDP、EDTMPS、DTPMPA、PBTCA、BHMT等，对抑制碳酸钙、水合氧化铁或硫酸钙的析出或沉淀有很好的效果。
4、聚磷酸盐常用聚磷酸有三聚磷酸钠和六偏磷酸钠，在水中生成长链阴离子容易吸附在微小的碳酸钙晶粒上，同是这种阴离子易于和CO32-置换，从而防止了碳酸钙的析出。
三、阻垢剂的性能我们知道阻垢剂具有阻垢作用，其阻垢作用是由于它本身能阻止碳酸盐小晶粒的长大，并使晶格歪曲畸变，从而使循环冷却水中碳酸盐不会在换热器表面形成硬垢，同时，通过其组织中有机磷酸盐等成份与金属形成保护膜的特性，使它可与循环冷却水中钙离子相结合，起到防止金属腐蚀的作用。
本品PH使用范围广，可在PH7.0~10.0之间具有阻垢和缓蚀作用，从而使工业生产操作简便，不会由于PH失控而造成腐蚀、结垢等问题。
我国聚合物阻垢分散剂研究进展
关 键词 ： 合 物 聚
阻垢 分散荆
研究
发展
建 议
我 国 聚 合 物 阻 垢 分 散 剂 的 研 究 开 发 始 于
二十世纪 七 十 年 代 ， 过 近 ４ 年 的发 展 ， 经 ０ 已
主 要 是 改性 的 木 质 素 和 壳 聚 糖 两 大 类 。木 质 素 中 含 有 醚 键 、 碳 双 键 、 甲 醇 羟 基 、 羟 碳 苯 酚 基 羧 基 和 苯 环 等 ， 且 可 进 一 步 发 生 烷 基 并
２０ ０ ２年 第 ２期
四川化 工与 腐蚀 控制
王艳 合 成 了 丙 烯 酸 一 来 酸 酐 一 烯 酰 马 丙 胺一 甲基 丙 烯 酸 甲 酯 多 元 共 聚 物 阻垢 剂 ， 研 并 究发现 该 共 聚物 的分 子 量在 ５ ０－ ７ ０ ０ ０ ０ ０时 阻垢 教 果 较 好 ， 子 量 低 于 ２ ０ 分 ０ ０或 者 高 于 １ ０ ０阻 垢 效 果 有 所 下 降 。 ００
化 、 甲 基 化 、 化 、 化 等 反 应 ， 些 基 团 中 羟 酯 酰 这 氧 原 子 上 的未 共 用 电 子 对 能 与 金 属 离 子 形 成
经 取 得 了 很 大进 展 。 目前 我 国 各 类 聚 合 物 阻 垢 分 散 剂 的 生 产 厂 家 有 近 百 家 ， 品 包 括 聚 产 羧 酸 类 、 酸 类 、 磷 类 等 几 大 类 几 十 个 品 磺 含
种 ， 我 国 工 农 业 生 产 的 发 展 作 出 了 巨 大 贡 为
配 位 键 ， 成 木 质 素 的 金 属 螯 合 物 ， 而 具 有 生 从 阻 垢 性 能 ， 果 经 过 化 学 改 性 ， 性 能 可 进 一 如 其 步 提 高 。另 外 ， 来 源 丰 富 ， 格 低 廉 ， 而 其 价 因 对 其 研 究 在 国 内 十 分 活 跃 。 壳 聚 糖 具 有 良好 的 阻 碳 酸 钙 垢 性 能 ， 碳 酸 钙 晶 核 和 晶 体 的 对 活性 点 有 特 殊 的 吸 附 能 力 ， 且 用 量 少 。 因 并 此 ， 水 处 理 中 的 应用 越 来 越 广 泛 。 在
环境友好的水处理用阻垢分散剂研究进展
可 环 是 水 是 生 命 之 源 ． 人 类 生 存 和发 展 不 可 代 替 的 资 源 ， 经 济 社 会 因具 有 无 磷 、 生物 降解 、 境 相 容性 好 等 优 点 ， 一 类 代 表 着 阻垢 剂 是 是 】 。 可持 续 发 展 的 基础 。 国是 水 资 源极 为 短 缺 的 国 家 ， 我 为世 界 １ ２个贫 水 发 展 方 向的 聚合 物 ”
利用 ， 高 工业 用 水 的 重 复 利用 率 ， 约 有 限 的水 资 源 ， 提 节 是我 国保 持 水
资 源 可 持 续发 展 的 重 要 组成 部 分 。 几 乎 所 有 的 工业 企 业 ． 如 ： 油 化 工 、 药 、 例 石 制 化纤 、 金 、 冶 电力 等 都 有 冷 却 水 系 统 ． 节 约 工 业 用 水 ． 大 多 数 的 企 业 已 将 直 流 冷 却 水 为 绝 系统 改 为 循 环 冷却 水 系 统 。 以 年产 ３ Ｏ万 吨合 成 氨工 厂 为例 目 如果 采 ，
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科技信息
０本刊重稿 ０
２０ ０７年
第３ Ｏ期
环境友好的水处理用阻垢分散剂研究进展
刘振 法 张彦河 吴运 娟 高玉华 闫美芳 ｆ 河北省 能源研 究所 河北省 工业节 水工 程技术研 究 中心 河北 石家庄
聚合物阻垢分散剂研究进展
１ 聚羧 酸类 阻垢分 散剂
含羧 酸基聚合物困其分子链 中古有 大量羧基基
团。 能对水中 Ｃ “ 、 Ｓ ｚ 等离子起蝥合作用和 ａ Ｍ； ・ 、 晶格畸变作用 ， 所以表现 出阻垢性能。 同时对非结 晶状 粘泥 、 和腐蚀产物如氧化铁等起分散作用， 粉尘 使其随 水流流动 ． 避免污垢沉 积引起垢下 腐蚀。典
摘
要： 本文重点阐述了聚台物阻垢分散剂的研究和开发现状 ， 分析 了其结构与性能关系 指出高性
能多功能阻垢分散剂是未来发展 方向。 关键词 ： 聚台物 ； 阻垢； 分散； 缓蚀
中固分类号 ： ３８ ￣ ｔ 文献标识码 ： Ａ
Ｐ ｏ ｒｓ ｉ Ｓ ｕ ｙｎ ｔｅ Ｐ ｉｍｅｉ ｃ ｌ Ｉｈ ｂｔｒ Ｄ 叩ａ 咄 呜 Ａ ｅ ｔ ｒ ｇ ｅｓ Ｉ ｔｄ ｉ ｇ ｈ ｏｘ ｒ Ｓ ａｅ ｎ ｉｉ ｊ － ｅ ｏ ｇ ｎ Ｈ／ ｎ ｏ￣ｈ ３
（）啊哪帅ｔ ｆＣ ｅ ｓ ｙ０ －ｉ Ｉ ｅ ｈｍｉｒ ｆ ｂｎ ０ ｔ ＨＢ
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Ａ ｓ ａ ｔＩｉａｔｌ ｅｐ ／ ｔ ａ ｈ ｎ ｖｌ ｍ ｎ ｐｌ∞血 ｓ ｌ ｉ ｌ ｌ ｂｔ ｃ：ｂ ｒｃ ｘｉｎ ｈ ｒ ｒ ｄｄ ｅ ｐ ｅｔ ０ ＿ ｒ ＂ ｓ ｉ ｅ ａ ｅ ￣ｅ ｅ ａ ｅ ｏ ｙ ｃ ｅ ｎ ｂｏ ａ ｈ ｒ ｉ
Ｉ ｅｔ ｓ ＇ ａ ｎ， ｇ ｎ ｃ ｌ ｎｆ ／ ￣ｄｓ ｒｉ ａ ｅ ｔ ｉ ｃ ｐ ｇ
随着我国工业生 产 的迅速发 展 。 业用水量 日 工 益增加。因此如何处 理耗量 巨大 的工业用水 ， 特别 是 占用水量 ８ ％以上 的冷却 水． ０ 是节 约用水和减少 排污的主要措施 。如果将直流冷却水 改为循环冷却
共聚物阻垢剂的研究进展
羧 酸 类 共 聚 物 阻 垢 剂 是 一 类 以丙 烯 酸 （ Ａ） 马 Ａ 、 ｌ 引 昌
共 聚 物 阻 垢 剂是 ２ ０世 纪 ７ ０年 代 中后 期 开 始 发
展 起 来 的 一 种 新 型水 处 理 剂 …。 它 的大 量 开 发 和 应
来 酸 或 马来 酸 酐 （ ＭＡ） 主要 单 体 ， 适 当 的 引 发 剂 为 在
对 磷 酸 钙 垢 具 有 独 特 的抑 制 能 力 。
Ｃ 、 “ 、 ｅ 、 ａ ａ Ｍｇ Ｆ “ Ｂ 等 离 子 具 有 较 强 的螯 合 能 力 ， 不仅 有 分 散 、 聚 作 用 ， 能 在 无 机垢 结 晶 过 程 中干 凝 还
扰 晶格 的 正 常排 列 而 起 到 阻垢 作 用 。 ２ １ １ 丙 烯 酸类 共 聚物 阻垢 剂 ． ．
Ｄｅ ｅ ｏ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｆＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｐｏ ｙ ｅ ｃ ｌ ｎ ｂｉｏ ｓ ｎｔｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ｃｏ ｌ ｍ ｒ Ｓ ａ ｅ Ｉ ｈｉ ｔ ｒ
Ｊａ Ｃ ｅｇｅ ｇ ｉ ｈ ｎ ｆ ｎ Ｌ ｉｕ ｉ ｊ Ｙｉ
Ａｂｓ ｒ ｃｔ Ｃｏ ｌ ｍｅ ｃ ｌ ｉ ｉ ｉｏ ｓ ａ ｋｎｄ ｏ ｎ ｂｉｏ ｉ ｈ ｉ ｄｅｙ ｕ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｍ ｅ ｔｏ ｒ ｕ ａ ｉ ｏｏｉ ｇ ｔａ ： ｐｏ ｙ ｒ ｓ ａ ｅ ｎｈ ｂ ｔｒ ｉ ｉ ｆｉ ｈｉ ｔ ｒｗｈ ｃ ｓ ｗｉ ｌ ｓ ｄ ｉ ｈｅ ｔｅ ｔ ｎ ｆｃｉｃ ｌ ｔｎｇ ｃ ｌｎ ｗａｅｒ Ｉ ｉ ｐｅ ， Ｃｏ ｌ ｍｅ ｃ ｌ ｎｈ ｂｔ ｒ ｉ ｉ ｔｏｄ ｅ ｎ ｄｅａ ｌｆｏ ｓ ｖ ｒ ｐ ｔ， ｓ ｃ ｓｃ ｒ ｏ ｙ ｉ ｃｉ ｓ ｌｏ ｃ ｔ ． ｎ ｔ ｓｐａ ｒ ｈ ｐｏ ｙ ｒｓ ａｅ ｉ ｉ ｉｏ ｓ ｎ ｒ ｕｃ ｄ ｉ ｔｉ ｒ ｍ ｅ ｅ ａ ａｓ ｅｃｓ ｕ ｈ ａ ａ ｂ ｘ ｌｃ ａ ｄ， ｕｆ ｎｉ ｌ ａ ｉ ｐｈ ｓ ｏ ｃｄ， ｏ ｐｈ ｒ—ｃｏ ｔ ｉ ｎ ｏ ｙ ｅ ｎｄ ｎｅ ｇ ｅｅ ｉ ｂｉｏ ｃ Ａ ｏ ｏｓ ｌｉ ｔｆ ｒ ｒ ｈ ｔｅ ｉ ｉｎｔ ｍｕｌｉｕｎ ｔｏ ａ ｎ ｎ ａｎｉ ｇ ｐ ｌ ｍ ｒａ ｗ ｒ ｎ ｎｈｉ ｔ ｒｅｔ． ｐｒ ｐ ａ ｓｐｕ ｏ ｗａ ｄ ｔ ａ ｆ ｃｅ ， ｔ ｆ ｃｉｎ ａ ｄ ｌ ｃ ｅ ｐ ｓ ａ ｅ ｉ ｉ ｉｏ ｓ ｗｅｌ ｓ ｂｏ ｇ ａ ｂ ｅ ｇ ｅ ｎ ｓ ａｅ ｉ ｉ ｉｏ ｒ ｅ ｒ ｓ ｒ ｈ ｄｒ ｃ ｉｎ ｉ ｕｔｒ ． ｈ ａ ｃ ｌ ｎｈ ｂ ｔｒ ａ ｌ ａ ｉｄｅ ｄａ ｌ ｅ ｃ ｌ ｎｈ ｂｔ ｒａ ｅ ｔ ｅ ｅａ ｃ ｉｅ ｔｏ ｓ ｎ ｆ ｕ ｅ ｒ ｒ ｈ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ Ｃｏ ｏ ｙ ｒ Ｓｃ ｌ ｎ ｂｉｏ ； Ｃｏ ｌｎｇ ｗａｅ ； Ｗ ａ ｅ ｒ ａｍ ｅ ｔ ｙ ｒ ： ｐ ｌ ｍｅ ， ａ ｅ ｉ ｈｉ ｔ ｒ ｏ ｉ ｔｒ ｔ ｒｔｅ ｔ ｎ
膦基羧酸共聚物
膦基羧酸共聚物是一种高分子化合物，由膦基和羧酸基官能团组成。
它的化学结构中同时含有膦原子和羧酸基团。
这种共聚物在材料科学领域具有广泛的应用。
膦基（phosphine）是一种含有磷原子的有机官能团，具有良好的亲电性和配体特性。
羧酸基（carboxyl）是一种含有羧酸基团的有机官能团，具有酸性和溶解性。
膦基羧酸共聚物的合成通常通过聚合反应实现，可以通过不同的方法进行。
其中一种常见的方法是通过自由基聚合反应，在合适的条件下将含有膦基和羧酸基团的单体进行反应。
这种方法可以得到具有不同化学结构和物理性质的膦基羧酸共聚物。
膦基羧酸共聚物在材料科学中具有许多应用。
由于膦基和羧酸基官能团的独特性质，膦基羧酸共聚物可以用作催化剂、荧光探针、抗菌剂、聚合物添加剂等。
此外，膦基羧酸共聚物还可以用于制备功能性材料，如涂层、塑料、纤维等。
总之，膦基羧酸共聚物是一种具有广泛应用的高分子化合物，通过聚合反应合成，可以用于制备具有特殊性质和功能的材料。
有机膦酸类阻垢剂阻垢机理及耐高温性能评定方法研究
有机膦酸类阻垢剂阻垢机理及耐高温性能评定方法研究作者：段谨谨任春梅来源：《科技资讯》 2015年第2期段谨谨任春梅（南京化工职业技术学院江苏南京 210048）摘要：该文介绍了有机膦酸类阻垢剂的分类、作用机理。
并通过有机膦酸类阻垢剂耐高温性能研究，找到一种测量有机合成物耐高温性能的测定方法，可以有效指导其他类似物质的耐高温性能的测定，具有很强的实用和推广价值。
关键词：有机膦酸类作用机理耐高温阻垢性能评定中图分类号：TQ085文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0104-02为了节约用水，工业循环冷却水通过投加优异的阻垢剂来提高浓缩倍数。
常用的阻垢剂有：有机磷酸类阻垢剂和聚合物类。
但是他们在一定高温度下会发生水解，影响其加药量和阻垢效果。
该文主要阐述了有机磷酸阻垢剂的定义，总结了其类型和作用机理，并通过大量现有有机磷酸类阻垢剂的耐高温实验，找到了一种测量有机合成物耐高温性能的测定方法，可以有效指导其他类似物质的耐高温性能的测定，具有很强的实用和推广价值。
1 有机膦酸类阻垢剂的类型及作用机理1.1 有机膦酸类阻垢的分类有机膦酸是指分子中有两个或两个以上的膦酸基团中的磷原子直接与碳原子相连的化合物。
具有阻垢性能的有机膦酸化合物称为有机膦酸类阻垢剂，是一类非化学计量的螯合型阻垢剂，化学稳定性能好；能耐较高的温度而不发生水解，有效控制引水解而形成的磷酸钙垢使菌藻过度繁殖；在计量很小的情况下有效抑制碳酸钙等无机水垢；并能与其他阻垢剂复配使用。
有机膦酸类阻垢剂分为两大类：一类是含有氨基亚甲基膦酸基团的化合物，如：氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、乙二胺四甲叉膦酸盐（EDTMP）；另一类是含有-C-PO3H2键的有机膦酸化合物，如：2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTCA）、羟基亚乙基二膦酸（HEDP）等。
有机膦酸阻垢剂的出现，使循环冷却水系统产生的碳酸钙垢问题得到了较好地解决。
膦基聚羧酸的用途
膦基聚羧酸的用途膦基聚羧酸（Polyphosphonocarboxylic Acid，简称PPCA）是一种具有多种应用的化学物质。
它的结构中同时含有膦基和羧基，因此具有优异的功能性和性能特点。
下面将介绍膦基聚羧酸在不同领域的用途。
一、水处理领域膦基聚羧酸在水处理中起到重要的作用。
它可以作为水处理剂，用于阻垢和缓蚀。
在工业生产中，水中常常含有各种离子和颗粒物，会导致管道和设备的堵塞和腐蚀。
膦基聚羧酸可以通过与金属离子和颗粒物发生络合反应，形成稳定的络合物，从而阻止其沉积和腐蚀。
同时，膦基聚羧酸还可以通过与钙离子发生络合反应，抑制石灰垢的生成，保护设备的正常运行。
二、纺织品印染领域膦基聚羧酸在纺织品印染中具有良好的分散和缓解作用。
在纺织品印染过程中，染料和纤维之间的相互作用会影响染色效果和纤维的物理性能。
膦基聚羧酸可以作为分散剂和缓解剂，与染料分子和纤维表面发生作用，改善染色效果，并提高纤维的抗静电性能和耐久性。
三、建筑材料领域膦基聚羧酸在建筑材料中具有良好的增塑和增强作用。
在混凝土和水泥制品中，膦基聚羧酸可以与水泥颗粒发生反应，形成稳定的凝胶结构，提高材料的强度和耐久性。
同时，膦基聚羧酸还可以作为增塑剂，改善材料的可塑性和加工性能。
四、金属加工领域膦基聚羧酸在金属加工中起到润滑和缓蚀的作用。
在金属加工过程中，金属表面会受到摩擦和腐蚀的影响，导致加工精度下降和设备的损坏。
膦基聚羧酸可以形成一层保护膜，降低金属表面的摩擦系数，减少摩擦磨损；同时，它还可以与金属表面发生络合反应，形成稳定的络合物，减少金属的腐蚀速度。
膦基聚羧酸在水处理、纺织品印染、建筑材料和金属加工等领域具有广泛的应用。
它通过与离子和颗粒物发生络合反应，阻止沉积和腐蚀；通过与染料分子和纤维表面发生作用，改善染色效果和纤维性能；通过与水泥颗粒发生反应，提高材料的强度和耐久性；通过形成保护膜和络合物，降低金属的摩擦磨损和腐蚀速度。
膦基聚羧酸的应用为各个领域的生产和加工提供了可靠的技术支持，促进了工业的发展和进步。
有机膦类阻垢剂抑制硫酸钙垢行为的研究
有机膦类阻垢剂抑制硫酸钙垢行为的研究有机膦类阻垢剂是一类应用广泛的阻垢剂，能够有效地抑制硫酸钙垢的生成和沉积，从而减少硫酸钙垢对工业设备和管道的损害。
本文将从不同角度探讨有机膦类阻垢剂对硫酸钙垢行为的研究。
我们需要了解硫酸钙垢的形成机制。
硫酸钙垢是由水中的钙离子和硫酸根离子结合而成的，其生成过程主要分为两步。
有机膦类阻垢剂是一类通过与钙离子发生络合反应而实现硫酸钙垢抑制的化学物质。
其分子结构中含有膦基（PH）基团，这种基团能够与钙离子形成稳定的络合物，从而抑制钙离子的沉积过程。
有机膦类阻垢剂具有以下几个显著特点：首先，它们具有良好的热稳定性和耐酸碱性，能够在不同工艺条件下发挥稳定的阻垢效果。
其次，它们具有良好的水溶性，能够在水中形成稳定的溶液，便于应用和分散。
此外，有机膦类阻垢剂还具有较低的毒性和环境友好性，不会对水质和生态环境造成污染。
在研究有机膦类阻垢剂抑制硫酸钙垢行为时，我们需要考虑以下几个方面。
首先，阻垢剂的浓度对阻垢效果的影响。
通常情况下，阻垢剂的浓度越高，阻垢效果越好。
然而，过高的浓度可能会导致阻垢剂与其他成分发生不良反应，降低阻垢效果。
因此，需要在实际应用中选择适当的阻垢剂浓度。
其次，阻垢剂的pH值对阻垢效果也有一定影响。
一般来说，阻垢剂在中性或弱酸性条件下表现出较好的阻垢效果。
最后，阻垢剂的作用时间也是影响阻垢效果的重要因素。
通常情况下，阻垢剂需要一定的作用时间才能充分发挥阻垢作用，因此需要在实际应用中进行合理的时间控制。
除了上述因素外，有机膦类阻垢剂的结构也会对其抑制硫酸钙垢行为产生影响。
不同结构的有机膦类阻垢剂对钙离子的络合能力和稳定性有所差异，从而导致不同的阻垢效果。
因此，在研究和应用中需要选择合适的有机膦类阻垢剂结构，以获得最佳的阻垢效果。
有机膦类阻垢剂能够有效地抑制硫酸钙垢的生成和沉积。
在研究有机膦类阻垢剂抑制硫酸钙垢行为时，需要考虑阻垢剂浓度、pH值、作用时间和结构等因素。
膦酰基羧酸聚合物
膦酰基羧酸聚合物膦酰基羧酸聚合物是一类具有重要应用潜力的高分子材料。
它由膦酰基羧酸单体通过聚合反应形成，具有独特的结构和性质。
本文将介绍膦酰基羧酸聚合物的合成方法、结构特点及其在各个领域中的应用。
膦酰基羧酸聚合物的合成方法多种多样，常见的有自由基聚合法、阴离子聚合法、阳离子聚合法等。
其中，自由基聚合法是最常用的方法之一。
该方法通过引入自由基引发剂，在适当的反应条件下，使膦酰基羧酸单体发生自由基聚合反应，形成高分子聚合物。
此外，还可以通过控制聚合反应的条件和反应物的比例，调控聚合物的分子量和结构。
膦酰基羧酸聚合物的结构特点主要体现在其分子结构和化学键的特殊性上。
膦酰基羧酸聚合物的分子中含有膦酰基和羧酸基团，这两类基团的存在赋予了聚合物很强的亲水性和亲油性。
此外，膦酰基羧酸聚合物还具有较好的热稳定性和化学稳定性，能够在高温和恶劣环境下保持其结构和性能的稳定。
膦酰基羧酸聚合物在各个领域中有着广泛的应用。
其中，最具代表性的应用是作为抗菌剂和阻燃剂。
由于膦酰基羧酸聚合物具有良好的抗菌性能和阻燃性能，可以被广泛应用于医疗、建筑和电子等领域。
此外，膦酰基羧酸聚合物还可以作为功能性材料的原料，用于制备高性能的涂料、胶粘剂和塑料等。
在这些应用中，膦酰基羧酸聚合物能够通过调控其结构和性能，满足不同领域对材料的需求。
膦酰基羧酸聚合物作为一类重要的高分子材料，具有独特的结构和性质。
通过合适的合成方法，可以得到具有特定结构和性能的聚合物。
膦酰基羧酸聚合物在抗菌、阻燃和功能性材料等方面有着广泛的应用前景。
随着对高性能材料需求的不断增加，膦酰基羧酸聚合物的研究和应用将会得到进一步发展和推广。
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工业水处理INDUSTRIALWATERTREATMENT1999年 第2期 No.21999膦基羧酸共聚物阻垢分散性能的研究何焕杰 詹适新 王永红 徐勤 摘要 用静态阻垢方法系统地研究了膦基羧酸共聚物的阻垢分散性能，并和有机膦酸及羧酸聚合物进行了对比。
结果表明，膦基羧酸共聚物在抑制碳酸钙、硫酸钙和磷酸钙垢、稳定锌离子和分散氧化铁等综合性能方面优于有机膦酸和羧酸聚合物。
关键词 膦基羧酸共聚物，阻垢性能，稳定锌离子，分散氧化铁 有机膦酸和某些聚合物是目前使用最广泛的两类循环冷却水阻垢剂。
有机膦酸对钙、镁、锌和铁等许多金属离子具有优良的螯合能力，因而对上述金属离子形成的无机盐垢抑制能力较强，而且具有一定的缓蚀性能。
羧酸聚合物是一种含有大分子链的高分子化合物，由于静电斥力，增溶和晶格畸变作用存在，因而对多种垢具有较好的分散能力。
含磷羧酸共聚物是一种分子结构中同时含有膦酰基和羧酸基团(或含有—OH、—SO3H等)的高分子聚合物，多种功能基团的并存使得该类共聚物兼具有机膦酸和羧酸聚合物的阻垢分散性能特点，因而90年代已成为国内外水处理药剂研究和开发的热点之一〔1〕。
我们选择几种膦基羧酸共聚物，对其抑制碳酸钙、硫酸钙和磷酸钙垢沉积、稳定Zn2＋离子和分散Fe2O3颗粒进行了系统评价，并和几种典型的有机膦酸和羧酸聚合物阻垢剂进行了对比，取得了较好的试验结果。
1 实验部分1.1 试验材料 ZPS—01膦基马来酸酐共聚物(固含量≥40%，磷含量(以PO43－计，以下同)≥10%，中原油田化工集团第九化工厂)；ZPS—02(B)膦基磺酸共聚物(固含量≥30%，磷含量≥5%，自制)；TS—1617膦基羧酸共聚物(固含量≥30%，磷含量4%，天津化工研究设计院)；TS—1620膦基磺酸共聚物(固含量≥30%，磷含量≥2%，天津化工研究设计院)；HEDP(活性组分≥50%，焦作电厂奥星化工公司)；PBTCA(活性组分≥40%，武进精细化工厂)，PAA(固含量≥25%，焦作电厂奥星化工公司)，HPMA(固含量≥48%，焦作电厂奥星化工公司)。
1.2 阻垢分散性能评价 碳酸钙阻垢试验按文献〔2〕进行，硫酸钙阻垢试验按文献〔3〕进行，磷酸钙阻垢试验按文献〔4〕进行，Zn2＋稳定性能试验按文献〔5〕进行，分散氧化铁试验按文献〔6〕进行。
2 结果与讨论2.1 碳酸钙静态阻垢性能评定 膦基羧酸共聚物、有机膦酸和羧酸聚合物对碳酸钙阻垢性能与浓度的关系(样品浓度均以商品浓度100%计，以下同)如表1所示。
实验结果表明：随着浓度的增加，膦基羧酸共聚物ZPS—01、ZPS—02、TS—1617和TS—1620对碳酸钙的阻垢率逐渐升高，且增加幅度较大。
有机膦酸PBTCA对碳酸钙的阻垢率也随着浓度增加而升高，而HEDP对碳酸钙的阻垢率几乎不变。
羧酸聚合物阻垢剂PAA、HPMA对碳酸钙的阻垢率亦随着浓度的增加而升高，但增加幅度较小。
表1 碳酸钙静态阻垢性能样品碳 酸 钙 阻 垢 率 /%2.5/mg.L－15.0/mg.L－110.0/mg.L－115.0/mg.L－120.0/mg.L－1ZPS—0161.988.894.895.496.5ZPS—02(B)34.356.674.381.195.6TS—161734.352.469.486.794.6TS—162034.753.869.679.292.5HEDP65.670.972.467.972.6PBTCA71.482.193.195.199.5PAA27.944.647.954.365.1HPMA48.064.972.681.790.5 实验条件：［Ca2＋］＝250 mg/L，［HCO3－］＝250 mg/L，浓缩2倍，T＝80 ℃，t ＝10 h，滤后pH＝8.8～9.4。
总的来说，低浓度下，膦基羧酸聚合物对碳酸钙的阻垢率与羧酸聚合物相近；而在高浓度下，优于羧酸聚合物，与有机膦酸相近。
2.2 硫酸钙静态阻垢性能评定 膦基羧酸共聚物、有机膦酸和羧酸聚合物对硫酸钙的阻垢率与浓度的关系如表2所能示。
由表2可知，随着样品浓度的增加，试验所考察的阻垢剂对硫酸钙的阻垢率均逐步升高。
而HEDP对硫酸钙的阻垢率受浓度的变化影响较小。
浓度在5～10 mg/L范围内，膦基羧酸共聚物ZPS—01、ZPS—02、TS—1617和TS—1620对硫酸钙的阻垢率增多高于有机膦酸HEDP、PBTCA及羧酸聚合物PAA和HPMA。
实验条件：［Ca2＋］(以CaSO4计)＝6 800 mg/L，［SO42－］(以Na2SO4计)＝7 100 mg/L，pH＝7.2，T＝70 ℃，t＝6 h。
表2 硫酸钙静态阻垢性样品硫 酸 钙 阻 垢 率 /%2.5/mg.L－15.0/mg.L－17.5/mg.L－110.0/mg.L－115.0/mg.L－120.0/mg.L－1ZPS—0124.396.710096.798.198.1ZPS—02 (B)12.939.684.1100100100TS—1617 4.023.770.4100100100TS—1620 1.019.190.599.2100100HEDP 5.0 5.6 6.67.09.523.1PBTCA 1.419.620.377.797.295.4PAA 1.4 2.017.143.780.5100HPMA 3.325.244.7100100100 当浓度超过10 mg/L时，膦基羧酸共聚物对硫酸钙的阻垢率高于PAA、HEDP与PBTCA，和HPMA相近。
2.3 磷酸钙静态阻垢性能评定 膦基羧酸共聚物、有机膦酸和羧酸聚合物对磷酸钙阻垢率与浓度的关系如表3所示。
实验条件：［Ca2＋］＝250 mg/L，［PO43－］＝5 mg/L，T＝80 ℃，t＝10 h，pH＝9.0。
表3 磷酸钙静态阻垢性能样品磷 酸 钙 阻 垢 率 /% 3.0mg/L6.0mg/L9.0mg/L12.0mg/L15.0mg/LZPS—0170.955.853.364.367.3 ZPS—02(B)70.972.969.465.376.9 TS—161739.760.890.593.085.2 TS—162011.166.876.981.481.4 HEDP14.320.617.720.625.7 PBTCA22.530.134.132.432.4 PAA 2.917.134.171.477.1 HPMA20.124.131.637.422.4 由表3可知，膦基羧酸共聚物对磷酸钙垢具有良好的抑制能力。
它优于有机膦酸HEDP、PBTCA和羧酸聚合物HPMA和PAA。
TS—1617和TS—1620对磷酸钙的阻垢率随浓度的增加而升高，而ZPS—01和ZPS—02对磷酸钙阻垢率受浓度变化影响较小。
2.4 稳定锌性能评定 膦基羧酸共聚物、有机膦酸和羧酸聚合物对锌离子的稳定能力与浓度的关系如表4所示。
实验条件：［Zn2＋］＝4 mg/L，T＝70 ℃，t＝10 h，pH＝9。
表4 稳定锌性能评价结果样品Zn(OH)2 阻 垢 率 /% 5 mg/L10 mg/L20 mg/L40 mg/LZPS—0150.465.082.985.4ZPS—02(B)70.375.284.385.1TS—16179.612.884.883.2TS—162034.327.238.480.0HEDP57.783.595.9100PBTCA30.540.651.671.9PAA14.418.466.694.4HPMA40.544.655.482.62.5 分散氧化铁性能的评定 氧化铁是循环冷却水系统中的腐蚀产物，其沉积在系统材质表面，不仅降低传热效率，导致细菌繁殖，而且引起垢下腐蚀，因此抑制和分散氧化铁的沉积是阻垢分散剂的一项重要性能，为此进行氧化铁分散性能评价，结果见表5。
实验条件：［Fe(OH)3］＝17 mg/L，pH＝8.0，T＝70 ℃，t＝6 h。
表5 分散氧化铁性能测定结果样品透 光 率 /%0 mg/L5 mg/L10 mg/L20 mg/L40 mg/LZPS—0196.040.130.745.057.0 ZPS—02(B)96.039.932.034.552.0 TS—161796.035.043.051.057.0 TS—162096.042.047.052.054.0 HEDP96.053.059.061.070.0 PBTCA96.043.038.551.055.0HPMA96.094.583.738.747.5 透光率高低是样品分散氧化铁能力的标志。
透光率越低，表明阻垢分散剂对氧化铁的分散能力越强。
由表5可知，试验所考察的阻垢剂对氧化铁颗粒均有较好的分散作用。
膦基羧酸共聚物对氧化铁的分散能力在较低浓度时优于有机膦酸HEDP、羧酸聚合物HPMA，而在高浓度时优于HEDP，与PBTCA和HPMA相近。
实验结果还表明，膦基羧酸共聚物TS—1617、TS—1620和有机膦酸HEDP随浓度的增加其分散氧化铁的能力降低，而膦羧酸共聚物ZPS—01、ZPS—02和PBTCA、HPMA 分散氧化铁均有一最佳浓度。
低于最佳浓度，分散氧化铁的能力较差，高于此浓度，分散氧化铁的能力略有下降。
3 结论 膦基羧酸共聚物在高钙、高pH和高温条件下，对碳酸钙具有较好的阻垢性能。
低浓度时，其阻垢性能与羧酸聚合物相近；高浓 度时，优于羧酸聚合物，与有机膦酸相近。
膦基羧酸共聚物对硫酸钙的阻垢性能，在低浓度时优于有机膦酸HEDP、PBTCA 和羧酸聚合物PAA、HPMA，而在高浓度时与有机膦酸PBTCA和羧酸聚合物HPMA相近。
膦基羧酸共聚物对磷酸钙具有良好的阻垢性能，该试验条件下，其对磷酸钙的阻垢率高于有机膦酸和羧酸聚合物。
膦基羧酸共聚物对Zn(OH)2的阻垢性能，在低浓度时，ZPS系列优于TS系列和羧酸聚合物；高浓度时，与PBTCA、HPMA相近，但不及HEDP、PAA。
膦基羧酸共聚物对氧化铁有较好的分散作用。
低浓度时，其分散能力优于HEDP 和HPMA；高浓度时，优于HEDP，与PBTCA和HPMA相近。
膦基羧酸共聚物ZPS—01、ZPS—02和PBTCA、PAA、HPMA分散氧化铁均有一最佳浓度。
综上所述，可见膦基羧酸共聚物是一种综合性能较好的多功能阻垢分散剂。
参考文献［1］纪永亮.工业水处理，1995；15(6)：1～4［2］中国石化总公司.冷却水分析和试验方法(第2版).安庆：安庆石油化工厂信息中心，1993:371［3］郑邦乾等.油田化学，1986；3(4)：226～233［4］路长青等.应用化学，1996；13(1)：83～85［5］何焕杰等.97’水处理技术研讨会会议论文集，1997：46～48［6］吴振德等.工业水处理，1996；16(4)：20作者简介：第一作者何焕杰，1963年生，1989年毕业于陕西师范大学化学系，获硕士学位，现为中原石油学校科技办主任，高级工程师。