含磺酸基團的環(huán)氧琥珀酸類共聚物的合成及性能比較

李海花，高美玲，張利輝，高玉華，劉振法

（1河北省科學院能源研究所，河北 石家莊 050081；2河北省工業(yè)節(jié)水工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050081；3河北工業(yè)大學化工學院，天津 300130）

含磺酸基團的環(huán)氧琥珀酸類共聚物的合成及性能比較

李?；?，2，高美玲3，張利輝1，2，高玉華1，2，劉振法1，2

（1河北省科學院能源研究所，河北 石家莊 050081；2河北省工業(yè)節(jié)水工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050081；3河北工業(yè)大學化工學院，天津 300130）

選用烯丙基磺酸鈉（SAS）、苯乙烯磺酸鈉（SS）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和衣康酸（IA）為單體，與環(huán)氧琥珀酸（ESA）分別合成了ESA/SAS、ESA/SS、ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS四種含磺酸基團的環(huán)氧琥珀酸類共聚物，利用FTIR對共聚物的結(jié)構(gòu)進行了表征，利用SEM對使用不同共聚物時生成的碳酸鈣晶型進行了觀察。對各種共聚物的阻垢分散性能進行了研究，并與聚環(huán)氧琥珀酸（PESA）進行了比較。實驗結(jié)果表明，4種共聚物中，ESA/IA/AMPS具有全面的水處理性能，在高硬度和高堿度水質(zhì)條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的阻碳酸鈣垢和阻磷酸鈣垢性能。當其加藥量為40mg/L時，對CaCO3的阻垢率為82.7%，比PESA提高了10.4%。當加藥量為30mg/L時，對Ca3(PO4)2的阻垢率可達100%。同時，ESA/IA/AMPS易于生物降解，14天后可以降解72.7%。電鏡分析結(jié)果表明，加入共聚物后，垢樣中出現(xiàn)了球霰石型碳酸鈣，這說明共聚物可以使不穩(wěn)定相穩(wěn)定存在，增加了碳酸鈣在水中的溶解性和分散性。

聚合物；環(huán)氧琥珀酸；磺酸基團；阻垢分散；降解

近年來，水溶性共聚物類阻垢劑被廣泛應用于工業(yè)水處理中，采用清潔生產(chǎn)工藝，合成高效、可生物降解的綠色阻垢劑是目前研究的熱點[1-4]。研究較多的綠色阻垢劑包括聚環(huán)氧琥珀酸（PESA）和聚天冬氨酸（PASP）[5-9]。PESA是一種無磷、非氮、可生物降解的阻垢劑，具有優(yōu)良的阻碳酸鈣性能。PESA是以馬來酸為單體，經(jīng)過環(huán)氧化得到中間產(chǎn)物環(huán)氧琥珀酸（ESA），ESA是在堿的催化下發(fā)生均聚得到的[10-11]。但是與大部分羧酸類聚合物阻垢劑一樣，PESA也存在一些缺點。由于PESA分子結(jié)構(gòu)中官能團單一，主要為羧基官能團，使其在阻磷酸鈣垢方面效果不顯著，分散氧化鐵的能力也較差。另外，在鈣離子濃度過高時，還易產(chǎn)生難溶性的聚合物鈣凝膠。

在羧酸類聚合物的基礎(chǔ)上引入磺酸基團，可以有效地改善抑制磷酸鈣的能力和對金屬離子的穩(wěn)定作用。在以往的研究中，常選用磺酸鹽與丙烯酸（AA）、馬來酸（MA）等含有碳碳雙鍵的化合物作為單體進行共聚。使用的磺酸鹽單體主要有單烯烴類磺酸鹽、丙烯酰胺類磺酸鹽、烯丙氧基磺酸鹽和丙烯酸類磺酸鹽等幾類[12]。如烯丙基磺酸鈉（SAS）、苯乙烯磺酸鈉（SS）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、2-羥基-3-烯丙氧基磺酸（HAPS）、甲基烯丙基磺酸鈉（SMAS）和異戊二烯磺酸等。人們對AA/SAS、AA/SS、MA/SAS、MA/AMPS等共聚物的合成和性能都進行了研究[12-17]。研究發(fā)現(xiàn)，丙烯酸類和馬來酸類含磺酸基團共聚物對磷酸鈣、硫酸鈣有良好的抑制作用，并能有效地穩(wěn)定鋅離子和分散氧化鐵。但是其阻碳酸鈣性能普遍較低，只能用于中等硬度（160～240mg/L）、弱堿性（pH=8.0～9.0）和中等溫度（60～70℃）的水系統(tǒng)中[17]。而且馬來酸分子結(jié)構(gòu)對稱性高，反應活性不強，合成含磺酸基團的馬來酸類共聚物時，為了打開馬來酸分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵，需要較苛刻的反應條件。與馬來酸相比，ESA的分子結(jié)構(gòu)中具有一個含氧三元環(huán)，環(huán)的張力大，反應活性更高。與其他單體共聚時，三元環(huán)打開與單體打開的雙鍵相連。這使得共聚物中含有羧酸基和醚基兩種特效基團，可以在一定程度上提高共聚物的阻碳酸鈣性能[18]。

本文選用SAS、SS和AMPS為單體，與ESA進行共聚反應，合成出3種含磺酸基的二元共聚物。又選用衣康酸（IA）為含羧酸單體，合成了ESA/IA/AMPS三元共聚物。對共聚物的阻垢分散性能進行了研究，并與PESA進行了比較。通過對不同含磺酸基共聚物的研究，探討了分子結(jié)構(gòu)、官能團等對阻垢、分散和生物降解性能的影響。

1 實驗部分

1.1 原料和儀器

SAS、SS、AMPS均由上海阿拉丁化學有限公司提供。MA、過硫酸銨、雙氧水（30%）均由天津市永大化學試劑有限公司提供。鉬酸鈉、CaCl2·2H2O、NaHCO3均由天津市光復精細化工研究所提供。硫酸亞鐵銨、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）、Ca(OH)2均由天津博迪化工股份有限公司提供。IA為工業(yè)品；四硼酸鈉由天津市凱通化學試劑有限公司提供；PESA（40%）由山東泰和水處理有限公司提供。

SP100型紅外光譜儀（IR），美國PerKinElmer公司；TU-1900雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；Inspect S50型掃描電子顯微鏡（SEM），美國FEI公司；Vario MICRO cube元素分析儀，德國Elementar公司。

1.2 共聚物的合成

1.2.1 中間產(chǎn)物ESA的合成[19]

在裝有回流冷凝管、溫度計和滴液漏斗的四口燒瓶中，加入24.5g馬來酸酐和40mL去離子水，磁力攪拌下溶解。向溶液中滴加10mol/L的NaOH溶液50mL，此時馬來酸酐水解為馬來酸鈉。在滴加過程中溫度上升，控制溫度在55℃以下。滴加完畢后，將溫度升高到55℃，加入催化劑鉬酸鈉0.6g，再緩慢滴加30%的雙氧水10mL作為引發(fā)劑，滴加時間約為0.5h。滴加完畢后，升溫至65℃，進行環(huán)氧化0.5h，得到無色透明溶液，即為反應中間產(chǎn)物ESA。

1.2.2 二元共聚物的合成

分別向ESA溶液中加入6.125g SAS、SS和AMPS，將水浴溫度升高到85℃，然后滴加引發(fā)劑過硫酸銨溶液10mL，引發(fā)劑的質(zhì)量是單體質(zhì)量的4%。在85℃下共聚反應4h，得到棕紅色的共聚物溶液，分別為ESA/SAS，ESA/SS和ESA/AMPS[18]。ESA/SAS和ESA/SS反應式見式(1)、式(2)。

1.2.3 ESA/IA/AMPS的合成

在ESA溶液中加入IA和AMPS，MA、IA和AMPS的質(zhì)量比為2∶2∶1。水浴溫度升高到85℃后，緩慢滴加引發(fā)劑過硫酸銨溶液10mL。恒溫共聚4h，得到棕黃色溶液，即為ESA/IA/AMPS三元共聚物溶液。反應式見式(3)。

1.2.4 共聚物的提純和結(jié)構(gòu)表征

產(chǎn)物溶液用甲醇進行沉析，乙醇洗滌，得到黃色黏稠狀物，在60℃下烘干，得到共聚物粉末。用紅外光譜儀測定共聚物結(jié)構(gòu)，將樣品與KBr按照1∶100的比例混合研磨均勻后壓片，在400～4000cm–1范圍內(nèi)掃描。

1.2.5 共聚物黏均分子量測定

利用黏度法測定共聚物的黏均分子量。準確稱量并配制1mol/L的NaCl溶液，并以其為溶劑分別配置10 g/L的ESA/SS和ESA/IA/SS溶液。將潔凈、干燥的烏氏黏度計（內(nèi)徑為0.6～0.7mm）垂直置于30℃的恒溫水浴槽中，取15mL NaCl溶液加至烏氏黏度計中，恒溫10min。用秒表測定NaCl溶液流過計時標線的時間，平行測定3次取平均值t0。共聚物試液的測定操作與NaCl溶液測定相同。按照式（4）計算共聚物的特性黏度η，dL/g。

式中，ηsp為增比黏度，ηr為相對黏度，c為試液的濃度，g/dL；t為試液流過黏度計計時標線之間的時間，s；t0為NaCl溶液流過黏度計計時標線之間的時間，s。

根據(jù)Mark-houwink經(jīng)驗式(5)計算共聚物的黏均分子量。

式中，K為比例常數(shù)，其值受溫度影響較大；α為擴張因子，常介于0.5～1.0之間。本實驗中共聚物分子量估算式中的K和α借用估算PESA的數(shù)值[20]，K=1.21×10–3，α=0.5。

1.3 共聚物阻垢性能測定

1.3.1 阻CaCO3性能測定

按照GB/T 16632—2008標準[21]測定共聚物的阻CaCO3性能，具體步驟如下：實驗水樣為配制水，其中Ca2+濃度和HCO3–濃度分別為600mg/L和1200mg/L（以CaCO3計），并用硼砂緩沖溶液調(diào)節(jié)pH≈9。取配制水和一定量的共聚物共500mL，在80℃的恒溫水浴鍋中恒溫靜置10h。用EDTA滴定上層清液中的Ca2+濃度，共聚物的阻垢率η按式(6)計算。

式中，c0為不加共聚物時加熱后溶液中Ca2+的含量，mg/L，c1為加阻垢率時加熱后溶液中的Ca2+含量，mg/L，c2為不加阻垢率且不加熱時溶液中的Ca2+含量，mg/L。

1.3.2 阻Ca3(PO4)2性能測定

按照GB/T 22626—2008標準[22]測定共聚物的阻Ca3(PO4)2性能，具體步驟如下：使用CaCl2溶液和KH2PO4溶液配制成實驗水樣，使Ca2+及PO43–濃度分別為250mg/L（以CaCO3計）和5mg/L，并用硼砂緩沖溶液調(diào)至pH≈9。取加入一定量共聚物的實驗水樣500mL，在80℃恒溫水浴鍋中恒溫靜置10h，取冷卻至室溫后的上層清夜，按照國標GB/T 6913—2008標準[23]測定PO43–含量。阻垢率按式(6)計算。

1.3.3 分散Fe2O3性能的測定

實驗采用配制水，分別加入CaCl2溶液、(NH4)Fe(SO4)2溶液、硼砂緩沖溶液（pH≈9）和一定量的水處理藥劑，定容至500mL并搖勻，使Ca2+及Fe3+濃度分別為150mg/L（以CaCO3計）和10mg/L。用磁力攪拌器攪拌15min后置于50℃恒溫水浴鍋中恒溫靜置5h。取冷卻至室溫后的上層清夜，采用724型可見分光光度計測試其在450nm下的透光率T，并以蒸餾水作為參比（透光率為100%）。透光率越低，說明化學藥劑對Fe2O3的分散效果越好。

1.3.4 生物降解性能的測定

采用生物搖床法測定共聚物的生物降解性能。

在錐形瓶中加入含有30mg/L共聚物、1.0mL接種物和一定量營養(yǎng)液的溶液500mL，用棉塞封住瓶口，放置于25℃搖床內(nèi)振蕩，在實驗開始的第1天、7天、14天、21天、28天分別測定樣品的化學需氧量COD。用高錳酸鉀法測定試液的COD，樣品的降解率R按式(7)計算。

式中，ct為t時刻含有共聚物的試液的COD濃度值，mg/L，cbt為t時刻空白對照試液的COD濃度值，mg/L，c0為含有共聚物的試液的COD初始濃度值，mg/L，cb0為空白對照試液的COD初始濃度值，mg/L。

1.4 碳酸鈣垢樣的制備和表征

采用SEM觀察碳酸鈣垢樣的形貌和分散狀態(tài)。阻垢實驗開始前，在實驗水樣中先放置載玻片，實驗結(jié)束后，取出沾有水垢的載玻片，60℃下烘干備用。將載玻片用導電膠粘在樣品臺上，噴金后置于SEM中觀察。加速電壓為5kV，放大倍數(shù)1000～2000倍。

2 結(jié)果與討論

2.1 共聚物的紅外分析

采用紅外光譜對合成的4種共聚物和PESA的結(jié)構(gòu)進行了表征，結(jié)果見圖1和圖2。從圖1中可以看出，這3種聚合物共同的特征峰有，3420cm–1左右的羥基O—H鍵的伸縮吸收峰，1310cm–1附近的O—H的彎曲振動吸收峰，1120cm–1左右的醚鍵C—O—C的反對稱伸縮振動吸收峰，1600cm–1和1400cm–1附近的羧基的—COO–的反對稱和對稱伸縮振動吸收峰。在ESA/SAS的紅外光譜圖中，1208cm–1和1049cm–1處為磺酸根中—S==O的對稱和不對稱伸縮振動吸收峰。ESA/SS的紅外譜圖中，除了磺酸鹽的吸收峰外，還出現(xiàn)了Ar—H的面內(nèi)和面外伸縮振動吸收峰，分別為1011cm–1和859cm–1。

從圖2中可以看出，ESA/AMPS和ESA/IA/ AMPS的紅外光譜圖基本相同，這是因為兩種共聚物中的官能基團相同。1215cm–1處為C—N的特征吸收峰，1127cm–1處為—COC—開環(huán)后的特征吸收峰，1048cm–1處為—SO3的不對稱振動吸收峰，624cm–1處為—S—O—的伸縮振動吸收峰。尤其在圖1和圖2中1635～1620cm–1處沒有出現(xiàn)—C=C—的特征吸收峰，說明單體之間發(fā)生了共聚反應。

圖1 PESA、ESA/SAS和ESA/SS的紅外光譜圖

圖2 ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS的紅外光譜圖

2.2 共聚物的黏均分子量

用黏度法測定了ESA/SS和ESA/IA/SS的黏均分子量，根據(jù)測定結(jié)果可得，ESA/SAS的特性黏數(shù)為0.02113dL/g，ESA/SS的特性黏數(shù)為0.02532dL/g，ESA/AMPS的特性黏數(shù)為0.03664dL/g，ESA/IA/AMPS的特性黏數(shù)為0.04078dL/g。由式(5)可計算得到ESA/SAS的黏均分子量為305.0，ESA/SS的黏均分子量為437.9，ESA/AMPS的黏均分子量為916.9，ESA/IA/AMPS的黏均分子量為1135.9。

2.3 共聚物的元素分析結(jié)果

采用德國Elementar 公司的Vario MICRO cube元素分析儀，對提純后共聚物中的C、H、N、S 4種元素進行分析測定，結(jié)果見表1。

表1 4種共聚物的元素分析結(jié)果

2.4 阻CaCO3性能比較

4種共聚物的阻CaCO3結(jié)果見圖3，因為配制水樣的硬度和堿度很高，要達到一定的阻垢率所需的加藥量較多。從圖3中可以看出，隨著加藥量的增加，阻垢率逐漸增加。在二元共聚物中，ESA/SAS和ESA/AMPS的阻垢性能相當，但是阻垢率均低于PESA的阻垢率。當加藥量為40mg/L時，ESA/SAS和ESA/AMPS的阻垢率分別為64.7%和63.6%，比PESA的阻垢率下降了10%左右。這主要是因為與均聚物PESA相比，二元共聚物分子鏈上引入了磺酸基團，造成了羧酸基團比例下降。

與二元共聚物不同，ESA/IA/AMPS的阻垢率反而升高，當加藥量為40mg/L時，阻垢率為82.7%，比PESA提高了10.4%。這說明，三元共聚物的分子鏈上包含更多羧酸基團。

圖3 共聚物的阻CaCO3性能

在4種共聚物中，ESA/SS的阻CaCO3性能最差，在測試范圍內(nèi)，最高只能達到44.2%。這可能是因為SS分子中含有苯環(huán)，苯環(huán)的空間位阻較大，影響了與苯環(huán)相鄰羧酸基團對鈣離子的螯合，從而降低了共聚物的阻垢效果。

就共聚物阻CaCO3性能測試結(jié)果而言，與含磺酸基團的丙烯酸類和馬來酸類共聚物相同，二元共聚物也不適用于高硬度和高堿度的水質(zhì)條件，而三元共聚物ESA/IA/AMPS則是一種可以用于處理高硬度和高堿度水質(zhì)的阻垢劑。

2.5 阻Ca3(PO4)2性能比較

共聚物的阻Ca3(PO4)2性能見圖4，從圖4中可以看出，PESA在整個測試范圍內(nèi)幾乎沒有阻Ca3(PO4)2性能。由于磺酸基團的引入，4種共聚物都表現(xiàn)出一定的阻Ca3(PO4)2性能。對于ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS兩種共聚物來說，當加藥量小于20mg/L時，共聚物幾乎不起阻Ca3(PO4)2的作用。而當加藥量為25mg/L時，對Ca3(PO4)2的阻垢率顯著提高，達到90%以上。兩者的阻Ca3(PO4)2性能幾乎相同，當加藥量為30mg/L時，阻垢率達到100%。

圖4 共聚物的阻Ca2(PO4)3性能

ESA/SAS的Ca3(PO4)2性能最差，當加藥量為50mg/L時，阻垢率只有23.8%。這可能是因為SAS活潑性差，不易進行自由基聚合，ESA/SAS單位質(zhì)量所含的磺酸基團少，從而極大削弱了共聚物的阻Ca3(PO4)2性能。

2.6 分散Fe2O3性能比較

共聚物的分散Fe2O3性能見圖5，從圖5中可以看出，PESA分散Fe2O3性能較弱，加藥量為30mg/L時，透光率為80.9%。ESA/AMPS和ESA/IA/ AMPS的分散Fe2O3性能有一定的改善。相同加藥量下時，加入ESA/AMPS的透光率為54.0%，加入ESA/IA/AMPS的透光率為56.0%。ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS的分散Fe2O3性能優(yōu)于ESA/SAS和ESA/SS，這與使用的含磺酸基團單體有關(guān)。阻垢劑作用機理表明，磺酸基團和酰胺基團是對抑制氧化鐵沉積有效的特性基團，這同磺酸基團的強負電性和酰胺基團的絡(luò)合性能有關(guān)[24]。與ESA/SAS和ESA/SS相比，ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS分子結(jié)構(gòu)中除含有磺酸基團外，還含有酰胺基團，其分散Fe2O3性能更佳，此結(jié)果與這種機理相吻合。

圖5 共聚物分散Fe2O3性能

2.7 ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS的生物降解性能

從以上的實驗中可以發(fā)現(xiàn)，在4種共聚物中，ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS兼具阻碳酸鈣和阻磷酸鈣性能。對這兩種共聚物的生物降解性能進行了測定，并與PESA進行了對比，實驗結(jié)果見圖6。從圖6中可以看出，隨著時間的延長，生物降解率增大。僅經(jīng)過7天后，ESA/IA/AMPS的降解率就已經(jīng)達到72.7%。經(jīng)過14天后，ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS的降解率分別達到75.0%和73.0%，這說明這兩種共聚物都屬于易生物降解的阻垢分散劑。有文獻證明，增加聚羧酸阻垢劑分子結(jié)構(gòu)中羧基的數(shù)目或者向主鏈中插入氮元素或者氧元素，都可以提高阻垢劑的生物降解性[25]。這與作者的實驗結(jié)果相一致。

2.8 碳酸鈣垢樣的SEM分析結(jié)果

圖7為加入PESA、ESA/AMPS和ESA/IA/ AMPS時生成的碳酸鈣垢的SEM照片。從圖7中可以看出，在未加共聚物的空白水樣中，垢樣由菱面體狀顆粒和棒狀顆粒構(gòu)成。菱面體狀顆粒是方解石型碳酸鈣的典型形貌。棒狀顆粒是文石型碳酸鈣的典型形貌。兩種顆粒的形狀都比較規(guī)整，顆粒較大。當水樣中加入共聚物后，垢樣發(fā)生了扭曲變形，垢樣顆粒的棱角消失，晶粒趨于細化。這主要是因為共聚物可以吸附在碳酸鈣晶粒的活性生長點上，破壞了晶粒生長規(guī)則，使得晶粒發(fā)生嚴重的畸變。

加入ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS的水樣中，垢樣中出現(xiàn)了由圓片狀的小顆粒累積成的水垢顆粒。圓片狀是球霰石型碳酸鈣的典型形貌，球霰石是碳酸鈣的不穩(wěn)定相。加入共聚物使得不穩(wěn)定相可以穩(wěn)定存在，增加了碳酸鈣在水中的溶解度和分散性能。

圖6 聚合物的生物降解性能

3 結(jié)論

（1）選用SAS、SS和AMPS 3種磺酸鹽作為共聚單體，以過硫酸銨為引發(fā)劑，與ESA反應合成了4種含磺酸基團的共聚物。測定了共聚物的阻CaCO3、阻Ca3(PO4)2和分散Fe2O3性能，并與PESA進行了比較。

（2）實驗結(jié)果表明，SAS和SS作為共聚單體，存在一些缺點。SAS的反應活性較差，合成的ESA/SAS阻Ca3(PO4)2性能差，加藥量為50mg/L時，阻垢率只能達到23.8%。而SS中含有苯環(huán)，由于苯環(huán)的空間位阻妨礙了相鄰羧基對鈣離子的螯合，造成ESA/SS阻CaCO3性能大幅度下降，在加藥量為50mg/L時，阻垢率為44.2%。

（3）3種單體中，AMPS的反應性能最好，ESA/IA/AMPS性能全面，既具有優(yōu)良的阻CaCO3性能，又具有阻Ca3(PO4)2和分散Fe2O3性能。

（4）ESA/IA/AMPS的水處理性能全面，適用于高硬度、高堿度水質(zhì)條件。當加藥量為40mg/L時，對CaCO3的阻垢率為82.7%，比PESA提高了10.4%。當加藥量為30mg/L時，對Ca3(PO4)2的阻垢率可達100%。

圖7 加入不同共聚物后產(chǎn)生的碳酸鈣垢樣

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Synthesis of ESA-polymers containing sulfonic acid groups and their performance comparison

LI Haihua1，2，GAO Meiling3，ZHANG Lihui1，2，GAO Yuhua1，2，LIU Zhenfa1，2
（1Institute of Energy Resources，Hebei Academy of Science，Shijiazhuang 050081，Hebei，China;2Hebei Engineering Research Center for Water Saving in Industry，Shijiazhuang 050081，Hebei，China；3College of Chemical Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China）

Four ESA-polymers containing sulfonic acid groups were synthesized by copolymerization of monomers of epoxysuccinic acid（ESA）and sodium allyl sulfonate（SAS），sodium styrene sulfonate（SS），2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid（AMPS）and itaconic acid（IA）. Their molecule structures were characterized by FTIR spectrum，and the crystalline shapes of the CaCO3formed from different polymers were observed by SEM. The scale inhibition and dispersion performances of the polymers were studied and compared with those of PESA. The results showed that the polymer of ESA/IA/AMPS had comprehensive water treatment performances，which showed excellent scale inhibition performances to CaCO3and Ca3(PO4)2in the water of high hardness and alkalinity. When the dosage was 40mg/L，the inhibition rate to CaCO3scales was 82.7%，10.4% higher than that of PESA. When the dosage was 30mg/L，the scale inhibition rate to Ca3(PO4)2reached 100%. Moreover，ESA/IA/AMPS was easy to be biodegraded，and its biodegradation percentage reached 72.7% after14d.The results of SEM showed that there were vaterite type CaCO3in the scales formed in the water samples with the addition of the polymers. This indicated that the polymers could stabilize the unstable phase，and thus enhance the solubility and dispersion of CaCO3in water.

polymers；epoxysuccinic acid；sulfonic acid group；scale inhibition and dispersion；degradation

TQ085+.4

A

1000–6613（2017）04–1491–08

10.16085/j.issn.1000-6613.2017.04.044

2016-07-12；修改稿日期：2016-11-28。

國家自然科學基金（21376062）及河北省自然科學基金（B2015302008）項目。

李?；ǎ?979—），女，博士，助理研究員，主要從事綠色水處理劑及水處理工藝開發(fā)。E-mail：873756647@qq.com。聯(lián)系人：劉振法，博士，研究員，主要從事工業(yè)水處理及污水資源化研究。E-mail：lzf63@sohu.com。