四元共聚物的合成及缓蚀阻垢性能研究
时间：2019-08-29
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磺酸共聚物因对磷酸钙垢有良好抑制作用，能有效分散金属氧化物且能稳定锌和有机磷酸等优点[1]，得到了迅速发展。而膦酸基团又具有很好的缓蚀性能。本文以马来酸酐(MA)，2-丙烯酸胺-2-甲基丙碳酸(AMPS)，丙烯酸(AA)等为单体合成了一种新型四元缓蚀阻垢共聚物(MA－AMPS－AA－POCA)，并探讨了该共聚物的缓蚀阻垢性能，考察了水质条件变化以及水中常见离子对其性能的影响。
1 实验部分
1.1 主要原科
马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、次磷酸二氢钠(NaH2PO22H2O)为化学纯；AMPS为工业品；CaCl2、FeSO47H2O、NaHCO3、EDTA等均为分析纯。
1.2 MA-AMPS-AA-POCA的合成
在装有冷凝器、温度计、滴液漏斗和电子恒温恒速搅拌器的四颈烧瓶中加入一定量的马来酸酐、引发剂，再加入丙烯酸、AMPS等控温反应2－4h，然后再保温2－3h，得到浅黄色透明共聚物。
1.3 静态阻垢性能测定
1.3.1 静态阻碳酸钙垢实验
试验温度为80℃，浓缩倍数1.5，试验水质为：pH为9，Ca2+(以CaCO3计)250mg/L，HCO3-(以Ca-CO3计)250mg/L，恒温10h。
1.3.2 静态阻磷酸钙实验
试验温度为80℃，试验水质为：PH为9，Ca2+(以CaCO3计)250mg/L，PO43-5mg/L，不浓缩，恒温10h。
1.4 旋转挂片腐蚀实验
试验温度为50±1℃，转速75r/min脓缩倍数1.5倍，水质条件为Cl-100m/L，HCO3-100mg/L，SO42-100mg/L。试片材质为20＃碳钢(GB699－65)。
2 共聚物性能的综合评价
2.1 共聚物用量
共聚物用量对缓蚀阻垢效果影响见图1，图2。
从图1和图2可以看出，阻垢率和缓蚀率都是随着共聚物用量增大而增大，当共聚物用量达到35mg/L后，缓蚀效果就已经非常好，缓蚀率能达到95％，当达到50mg/L后，阻垢性能已经非常好，阻垢率能达到95％。
2.2 pH值对阻垢率的影响
工业冷却水处理中,pH值对水质稳定剂的缓蚀阻垢性能有很大影响。图3表示在配制水中随着pH值的提高，阻垢率随之降低。当pH值小于9.0时阻垢率较好。但当pH值为9.5时阻垢率大幅度降低。说明pH值为9.0时，是一个临界点，即该共聚物适用于pH值小于9.0的水质体系。
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