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2.1.2 聚环氧琥珀酸型
具有无磷、非氮结构的聚环氧琥珀酸( PESA) 具有良好的生物降解性能, 是适用于高碱高固水系的新型绿色阻垢剂, 其阻垢活性较高, 极少剂量( 3mg/ L) 即可达到很好的阻垢效果, PESA 即使在较高碱度条件下, 仍能保持较高的阻垢效率。以马来酸酐为原料, 使其在碱性条件下水解成马来酸盐,再以过氧化物和钒系物质为催化剂进行环氧化反应, 生成环氧琥珀酸(盐), 再以稀土为引发剂聚合制得PESA, 产品最佳分子量范围400～800; 通过静态实验对 PESA 的阻垢效果进行了评价, 结果表明, PESA 对 CaCO3、CaSO4、BrSO4、和CaF2 垢有优良的抑制作用, 属于多功能的阻垢剂。另外, 国外研究发现, PESA 与无机磷酸盐、有机膦酸盐和苯并三氮唑等药剂有良好的协同作用,复配后缓蚀能力很强。
2.1.3 聚天冬氨酸型
聚天冬氨酸型阻垢剂[12]包括聚天冬氨酸( PASP) 及其钠盐和酯,以天冬氨酸或马来酸酐为原料,在催化剂的作用下聚合而成。其相对分子质量在3000～ 40000时,对CaCO3、BaSO4 的阻垢效果最好;若在 1000～2000时,对CaSO4阻垢效果最好。
此类阻垢剂具有优良的生物降解性能和较高的阻垢活性,与PAA相比,在相对分子质量相近时聚天冬氨酸型阻垢剂阻垢活性比PAA高,特别是在 Ca2+的浓度很高时仍具有较好的阻垢效果。
从环境相容性角度考虑,PASP的可生物降解性使其成为特别有价值的水处理剂.利用后的PASP可高效、稳定地被微生物、真菌降解为对环境无害的物质,作为阻垢剂特别适用于抑制冷却水、锅炉水及反渗透膜处理中的CaCO3 和Ca3(PO4)2水垢,因而在海水淡化、纯水制备、工业冷却水防垢等方面具有良好的应用前景。
2.2 共聚物阻垢分散剂
2.2.1 丙烯酸类共聚物
丙烯酸类共聚物阻垢剂是以丙烯酸为主要单体, 在适当的引发剂作用下, 与一种或几种有机单体共聚而成的一类阻垢剂, -COOH 是此类共聚物主要的功能基团, 对Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cu2+等离子具有较强的螯合能力, 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的正常排列, 从而达到阻垢、防垢作用。
以丙烯酸和衣康酸( IA) 为原料, 研制成衣康酸/丙烯酸二元共聚物, 该共聚物具有很好的阻垢效果,在用量为3 mg/L 的情况下,阻垢率即可达96%,而且使用的温度范围较宽,在80℃时阻垢率仍达到88%。
以衣康酸和丙烯酸为单体,采用水溶液自由基聚合反应,合成了IA/AA 共聚物,用正交实验法确定了其最佳合成条件为:反应温度88℃、反应时间1.5h,引发剂用量为8.7%(与单体的质量比),单体配比m(IA):m(AA) =1:3.4。实验结果表明,引发剂用量是影响共聚物阻垢率的主要因素,该共聚物对碳酸钙垢的阻垢率可以达到98.5%。
2.2.2 马来酸酐类共聚物
马来酸酐类共聚物阻垢剂是以马来酸或水解马来酸酐为单体,与另一种或几种单体共聚而成的一类共聚物阻垢剂,其结构中羟基含量比聚丙烯酸类阻垢剂多,因此具有良好的阻CaCO3垢和CaSO4垢的效果,且热稳定性能好。