新型聚合物緩蝕阻垢劑的研究

胡小光 吳舟 張龍

摘要：本論文采用靜態(tài)阻垢法對已合成的AA-HPA-SVS三元共聚物的緩蝕阻垢性能進行了深入系統(tǒng)的研究。考察了溫度、pH值的變化對該共聚物阻垢性能的影響;考察了共聚物在不同溫度、用量時的緩蝕性能。實驗結(jié)果表明，溫度、pH值對該共聚物阻垢性能的影響較大，在應(yīng)用時應(yīng)予以重視;共聚物與市售阻垢劑阻垢效果相當，但緩蝕效果不理想。

關(guān)鍵詞：共聚物;阻垢;實驗;緩蝕

1背景

工業(yè)用水總量的80-90%主要用作冷卻降溫，節(jié)約用水的關(guān)鍵是盡可能提高冷卻水的使用率和重復(fù)使用次數(shù)[1]。工業(yè)循環(huán)冷卻水隨著重復(fù)使用次數(shù)的增加，循環(huán)冷卻水的濃縮程度提高，水中所含的金屬離子濃度也隨之增加，這樣就使冷卻水中金屬離子的鹽類（主要是鈣、鎂離子的碳酸鹽類）在熱交換器中被冷卻表面沉積結(jié)垢，堵塞管道，并形成腐蝕。要避免上述情況的發(fā)生，就必須阻止冷卻水中的鈣、鎂離子的難溶鹽類的沉積生成。所采取的技術(shù)措施就是在工業(yè)循環(huán)冷卻水中投加能夠阻止鈣、鎂離子的污垢生成，保證循環(huán)冷卻水質(zhì)量的水質(zhì)穩(wěn)定劑[1]。

聚合物緩蝕阻垢劑作為工業(yè)循環(huán)冷卻水中高效低價的水處理劑應(yīng)用前景十分廣闊，開發(fā)合適的合成技術(shù)是水處理劑技術(shù)發(fā)展的需要，對于節(jié)約用水，保護環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

2阻CaCO3垢試驗

以含有一定碳酸氫根和鈣離子的配制水和水處理劑制備成試液。在加熱條件下，促使碳酸氫鈣加速分解為碳酸鈣，達到平衡后測定試液中的鈣離子濃度。鈣離子濃度越大說明該水處理劑的阻垢性能越好。實驗參照GB/T16632-2008（水處理劑阻垢性能的測定- 碳酸鈣沉積法）進行[2]

以百分率表示的水處理劑阻垢性能η按式（2-3）計算：

式中：ρ2- 加入水處理劑的試液試驗后的鈣離子（Ca2+）濃度的數(shù)值，單位為mg/mL;

ρ1-未加入水處理劑的空白試液試驗后的鈣離子（Ca2+）濃度的數(shù)值，單位為mg/mL;

ρ-試驗前配置好的試液中鈣離子（Ca2+）濃度的數(shù)值，單位為mg/mL。

3溫度對共聚物阻垢率的影響

試驗中，在共聚物用量為20mg/mL，實驗時間為10h，考察試驗溫度對共聚物阻垢率的影響，結(jié)果如下：

由表3-1可知，當溶液中添加阻垢劑時，鈣離子隨著溫度的變化相對較小。溶液中未添加阻垢劑時，鈣離子會在70℃后加速沉淀，這與碳酸鈣在水中的溶解度隨溫度升高而降低的實際相一致。由圖1 可知，阻垢率隨著溫度升高而升高，當溫度超過70℃卻降低。所以認為此阻垢劑在阻碳酸鈣垢時的最佳溫度為70℃，此時阻垢率可達到93.8%。

4結(jié)論與建議

水的溫度和pH值對該共聚物阻垢性能的影響較大，在溫度為70℃時對碳酸鈣垢的阻垢率最高，達到93.8%（用量為20mg/L）;該共聚物與市售阻垢劑阻垢效果相當，且該共聚物無磷，環(huán)保，高效，是應(yīng)用前景廣闊的新型聚合物型阻垢劑。

建議：此聚合物在阻垢時pH適用范圍不是很廣，在高pH值時阻垢效果不是很理想，希望能在合成的過程中加入一定的藥品來改善其使用環(huán)境，使之應(yīng)用更加廣泛。

參考文獻：

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

[2]?? 國家標準.處理劑足阻垢性能的測定碳酸鈣沉積法GB/T16632-2008.