阻垢剂的研究进展精选.pdfVIP

第 23 卷第 1 期 安 　徽 　工 　程 　科 　技 　学 　院　学 　报 Vol . 23 . No . 1 2008 年 3 月 J ournal of Anhui U niver sit y of Technolo gy and Science Mar . ,2008 文章编号 :1672 - 2477 (2008) 0 1 - 0074 - 06 阻垢剂的研究进展 张景来 ,冯英华 ,李 　丹 ,李金秋 ,董立锋 ( 中国人民大学 环境科学系 ,北京 100872) 摘要 :阻垢剂作为一种水质稳定剂而被广泛应用于工业循环冷却水系统中. 它的研究一直是水处理的一个热 点 ,其沉降效果的稳定性 、环境安全性也越来越受到重视. 从天然聚合物 、羧酸类聚合物 、磺酸类聚合物 、含磷 聚合物以及环境友好型聚合物等几个方面 ,重点介绍了近年来国内外较为常见的各种阻垢剂的特性 、合成工 艺及其研究新进展 ,并对未来发展方向作了展望 ,认为带有特殊功能基团的绿色阻垢剂将成为未来研发的主 要 目标. 关 　键 　词 :阻垢剂 ;丙烯酸 ;马来酸酐 中图分类号 : TQ420 　　　　文献标识码 :A 阻垢剂主要是指能够防止水垢和污垢产生或抑制其沉积生长的化学类试剂 ,是工业水处理中必不可 少的元素 ,可以用来延长设备寿命并保证设备安全运行[ 1 ] . 目前 ,随着科学技术的发展 ,阻垢剂的研究也在 不断地深入并日趋成熟 ,其特点及功能在 日趋完善的同时 ,种类亦在不断增加. 按照阻垢剂的聚合成份 ,可将其分为天然聚合物阻垢剂和合成聚合物阻垢剂两大类. 而合成聚合物阻 垢剂又可进一步分成羧酸类聚合物阻垢剂 、磺酸类聚合物阻垢剂 、含磷聚合物阻垢剂和环境友好型阻垢剂 4 种[2 ] . 1 　天然聚合物阻垢剂 单宁、木质素 、淀粉 、纤维素 、腐植酸钠等天然高分子化合物由于其含有许多酚羟基对 Ca2 + 、M g2 + 等 盐垢晶体的生长具有一定的抑制作用而最早被作为阻垢剂在工业上得到广泛使用. 在 20 世纪 60 年代 ,天 然聚合物由于其来源广 ,价钱低 、又可被生物降解等一系列性能而得到迅猛发展. 但是由于其在水处理应 ( ) 用中投放量大 约为 50～200 mg/ L ,在高温高压下不稳定易分解 ,且杂质含量高 ,故后来逐渐被新出现的 大量合成阻垢剂所取代 ,早期的天然聚合物现已极少使用. 木质素是一种无定型的芳香族化合物 ,活性极强[ 3 ] . 谢燕等[4 ] 以工业木质素磺酸盐 L S 为原料 ,采用 自由基共聚反应对 L S 进行接枝磺酸基改性 ,制备了改良的磺化木质素 L SA ,在对其进行分散性能的比较 后 ,结果表明L SA 对碳酸钙垢具有良好的阻垢性能 ,对磷酸钙垢 、锌垢和分散氧化铁也有一定的作用 ,是 一种阻垢分散性绿色阻垢剂. [ 5 ] ( ) 樊明明等 对腐植酸钠 HA - N a 的阻垢和缓蚀性能进行了评定. 腐植酸钠是复杂的高分子混合物 , 主要由羧酸盐组成 ,可抑制碳酸钙晶体的形成[ 6 ] . 腐植酸钠对碳酸钙垢具有 良好的阻垢性能 ,优于聚丙烯 ( ) 酸 ,在低浓度 ≤15 mg/ L 时 ,其阻垢率与聚马来酸相当;腐植酸钠对锌离子的稳定性能随其加入量的增 加而增强 ,用量增加到 50 mg/ L 时 ,对锌离子的稳定能力以及分散氧化铁沉淀的能力均优于聚马来酸和 聚丙烯酸 ;此外 ,腐植酸钠与锌盐 、有机膦酸盐等复配使用还可达到协同增效的作用. 2 　合成聚合物阻垢剂 2 . 1 　羧酸类聚合物阻垢剂 羧酸类聚合物阻垢剂是一类以丙烯酸 、马来酸或马来酸酐为单体发生均聚或者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 、聚甲基丙烯酸 、聚马来酸以及水解聚马来酸酐等. 在此类阻 垢剂中起作用的主要是聚合物中的 - COO H 基团 ,它对 Ca2