新型聚合物缓蚀阻垢剂的研究

胡小光 吴舟 张龙

摘要：本论文采用静态阻垢法对已合成的AA-HPA-SVS三元共聚物的缓蚀阻垢性能进行了深入系统的研究。考察了温度、pH值的变化对该共聚物阻垢性能的影响;考察了共聚物在不同温度、用量时的缓蚀性能。实验结果表明，温度、pH值对该共聚物阻垢性能的影响较大，在应用时应予以重视;共聚物与市售阻垢剂阻垢效果相当，但缓蚀效果不理想。

关键词：共聚物;阻垢;实验;缓蚀

1背景

工业用水总量的80-90%主要用作冷却降温，节约用水的关键是尽可能提高冷却水的使用率和重复使用次数[1]。工业循环冷却水随着重复使用次数的增加，循环冷却水的浓缩程度提高，水中所含的金属离子浓度也随之增加，这样就使冷却水中金属离子的盐类（主要是钙、镁离子的碳酸盐类）在热交换器中被冷却表面沉积结垢，堵塞管道，并形成腐蚀。要避免上述情况的发生，就必须阻止冷却水中的钙、镁离子的难溶盐类的沉积生成。所采取的技术措施就是在工业循环冷却水中投加能够阻止鈣、镁离子的污垢生成，保证循环冷却水质量的水质稳定剂[1]。

聚合物缓蚀阻垢剂作为工业循环冷却水中高效低价的水处理剂应用前景十分广阔，开发合适的合成技术是水处理剂技术发展的需要，对于节约用水，保护环境和经济的可持续发展意义重大。

2阻CaCO3垢试验

以含有一定碳酸氢根和钙离子的配制水和水处理剂制备成试液。在加热条件下，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，达到平衡后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度越大说明该水处理剂的阻垢性能越好。实验参照GB/T16632-2008（水处理剂阻垢性能的测定- 碳酸钙沉积法）进行[2]

以百分率表示的水处理剂阻垢性能η按式（2-3）计算：

式中：ρ2- 加入水处理剂的试液试验后的钙离子（Ca2+）浓度的数值，单位为mg/mL;

ρ1-未加入水处理剂的空白试液试验后的钙离子（Ca2+）浓度的数值，单位为mg/mL;

ρ-试验前配置好的试液中钙离子（Ca2+）浓度的数值，单位为mg/mL。

3温度对共聚物阻垢率的影响

试验中，在共聚物用量为20mg/mL，实验时间为10h，考察试验温度对共聚物阻垢率的影响，结果如下：

由表3-1可知，当溶液中添加阻垢剂时，钙离子随着温度的变化相对较小。溶液中未添加阻垢剂时，钙离子会在70℃后加速沉淀，这与碳酸钙在水中的溶解度随温度升高而降低的实际相一致。由图1 可知，阻垢率随着温度升高而升高，当温度超过70℃却降低。所以认为此阻垢剂在阻碳酸钙垢时的最佳温度为70℃，此时阻垢率可达到93.8%。

4结论与建议

水的温度和pH值对该共聚物阻垢性能的影响较大，在温度为70℃时对碳酸钙垢的阻垢率最高，达到93.8%（用量为20mg/L）;该共聚物与市售阻垢剂阻垢效果相当，且该共聚物无磷，环保，高效，是应用前景广阔的新型聚合物型阻垢剂。

建议：此聚合物在阻垢时pH适用范围不是很广，在高pH值时阻垢效果不是很理想，希望能在合成的过程中加入一定的药品来改善其使用环境，使之应用更加广泛。

参考文献：

[1]   Fenyes，JosePhG.，Pera.et al.Polymeric quatemary ammonium com-pounds，Their prepartion and use.[Pat]US4778813，1988.

[2]   国家标准.处理剂足阻垢性能的测定碳酸钙沉积法GB/T16632-2008.