AA－SAS共聚物的合成及其阻垢性能

1、AASAS共聚物的合成及其阻垢性能         06-03-14 14:08:00     作者：喻獻(xiàn)國(guó)1，李國(guó)希2，    編輯：studa9ngns摘要：以水為溶劑、過(guò)硫酸鹽為引發(fā)劑，以丙烯酸（AA）和烯丙基磺酸鈉（SAS）為單體，合成了丙烯酸一烯丙基磺酸鈉（AASAS）共聚物阻垢劑。探討了單體配比、引發(fā)劑用量、反應(yīng)體系溫度和分子量調(diào)節(jié)劑對(duì)聚合物阻垢性能的影響。結(jié)果表明，共聚物對(duì)磷酸鈣阻垢作用具有閾值效應(yīng)，當(dāng)用量大于12mg/L

2、時(shí)，阻垢率約為99。 關(guān)鍵詞：冷卻水處理 阻垢劑 丙烯酸 烯兩基磺酸鈉 共聚物  Synthesis and Scale Inhibiting Performance of CopolymerAASASAbstract：A copolymer Inhibitor of acrylic acid-sodium allylsulfonate（AASAS）was synthesized with water as the solvent，persulfate as the Initiator and acrylic acid（AA）and sodium allylsulfonate （SA

3、S）as themonomers.the effects of proportioning of monomers，quantny of Initiator.temperature of reaction system andconditioning agent ogmolecular weight on the antiscaling performance of the copolymer were evaluated.The resuits show that the said copolymer has a threshold effect on inhibiting the scal

4、ing of Ca3（PO4）2 and its scale inhibition efficiency is about 97when the dosage of it is higher than 12 mgL.Key Words：cooling water treatment；scaling inhibitor；acrylic acid；sodium allylsulfonate；copolymer 堿性冷卻水處理技術(shù)的發(fā)展，要求聚合物不但能阻碳酸鈣垢，而且能抑制磷酸鈣和鋅鹽，穩(wěn)定氧化鐵等。含磷酸基聚合物是一類(lèi)綜合性能良好的阻垢劑1-3。常用作磺酸基的單體是 AMPS（2-丙烯

5、酸胺基-2-甲基丙碳酸），但其制備工藝復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴，是烯丙基磺酸鈉（SAS）單體的2倍多。本論文以烯丙基磺酸鈉（SAS）與丙烯酸（AA）共聚，討論二元共聚物的合成條件，初步研究了AASAS的阻垢效果。1.AASAS二元共聚物的合成在裝有冷凝器、溫度計(jì)、滴液漏斗的三口燒瓶中，加入180 g丙烯酸、72 g烯丙基磺酸鈉、定量去離子水以及適量分子量調(diào)節(jié)劑。將 13 g過(guò)硫酸鹽配制成一定濃度的溶液加入到滴液漏斗中。攪拌，升溫，通入氮?dú)狻Ｔ跍囟?5時(shí)滴加引發(fā)劑，并控制溫度在 90±0.5。反應(yīng)式為：反應(yīng)5.0h后，得到無(wú)色或淡黃色粘稠液體。將產(chǎn)物傾倒至乙醇中沉析，過(guò)濾，洗滌，濾出物在60

6、溫度中真空干燥。2 阻垢性能的測(cè)定配制一定pH值和固含量的模擬硬水，加入阻垢劑，在 80下保溫 10 h。然后冷卻，過(guò)濾，測(cè)定濾液中相應(yīng)組分的含量，計(jì)算阻垢率。 磷酸鈣阻垢率的測(cè)定采用分光光度法。磷酸鈣阻垢實(shí)驗(yàn)水質(zhì)條件為：（Ca2+）150mgL，（PO43-）=5 mgL，pH9.0。碳酸鈣阻垢率的測(cè)定采用EDTA絡(luò)合滴定法。碳酸鈣的阻垢實(shí)驗(yàn)水質(zhì)條件為：（Ca2+）200 mgL，（HCO3-）=305mgL，pH9.0。3 結(jié)果與討論3.1 單體配比對(duì)阻垢性能的影響在引發(fā)劑用量占單體總質(zhì)量為 6時(shí)，于 90反應(yīng)5h，各不同單體配比的聚合物對(duì)磷酸鈣的阻垢率如表1。表1 單體配比對(duì)AA-SAS

7、阻磷酸鈣垢率影響n(yōu)（AA）：n（SAA）AA-SAS在不同投量（mg·L-1）下的阻磷酸鈣垢率/%812162024301：16.810.215.320.323.798.02：19.230.837.492.095.398.03：121.532.581.491.398.098.63.5：121.031.490.793.098.098.44：114.832.889.094.698.598.65：110.129.440.288.796.098.5由表1知，單體配比n（AA）：n（SAS）3：l-4：1時(shí)，對(duì)磷酸鈣的阻垢效果好，單體配比太大或太小，當(dāng)聚合物用量較小時(shí)，阻垢率均有下降的趨勢(shì)。AASAS對(duì)磷酸鈣的阻垢，具有明顯的閾值效應(yīng)。投加量小于 16 mgL時(shí) AASAS對(duì)磷酸鈣的阻垢率很低，當(dāng)投加量達(dá)到閾值效應(yīng)濃度時(shí)，AASAS的阻垢率快速上升。在高劑量下，各配比的AASAS對(duì)磷酸鈣的阻垢率趨向相近。3.2 引發(fā)劑用量對(duì)阻垢性能的影響單體配比 n（AA：n（SAS）=3.5：1，改變引發(fā)劑用量（以占單體總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)計(jì)），當(dāng)共聚物用量為 20 mgL時(shí)，AASAS對(duì)磷酸鈣和碳酸鈣的阻垢效果如表2。表2 引發(fā)劑用量對(duì)AA-SAS阻垢效果的影響垢物類(lèi)型不同比例引發(fā)劑用量（%）下AA-SAS阻垢率/%23681015磷酸鈣垢81.587.893