衣康酸三元共聚物的合成及阻垢分散應(yīng)用

高 鶴， 蔣雙雙， 朱 凱， 毛連山

(南京林業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 南京 210037)

隨著石油消耗量的不斷增加，石油的開采與生產(chǎn)加工關(guān)乎國民經(jīng)濟的發(fā)展。CaCO3垢是油田回注水和工業(yè)冷卻水中的主要垢型之一[1-2]，具有較強的吸附能力，非常容易吸附于注水管道的內(nèi)壁，從而引發(fā)注水管道堵塞，影響石油工業(yè)生產(chǎn)。添加無磷無氮的阻垢劑是一種有效解決CaCO3結(jié)垢問題的方法[3]。

目前，在阻垢劑的應(yīng)用研究中，對分散CaCO3的性能探究較少，使CaCO3分散的性能在阻垢過程中起著至關(guān)重要的作用，其良好的分散性能可以有效避免生成的CaCO3垢吸附在注水管道內(nèi)壁，對于油田水回注系統(tǒng)和工業(yè)冷卻換熱系統(tǒng)具有積極意義。

以水為溶劑合成了聚醚共聚物，摒棄有毒有害的有機溶劑，減少了環(huán)境污染。在側(cè)鏈中引入羧基、磺酸基、羥基等官能團，增加了共聚物與金屬離子的螯和作用，提高了Ca2+溶解性，有效防止了鈣凝膠的形成；同時，還增強了共聚物的負電分散性能以及對其他離子的絡(luò)合能力。通過對CaCO3的靜態(tài)阻垢測試和CaCO3垢的形貌表征，探究了共聚物的阻垢性能；通過共聚物對輕質(zhì)CaCO3的分散實驗，研究了共聚物的分散性能。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：衣康酸(IA)，分析純，上海阿拉丁生化技術(shù)有限公司產(chǎn)品；烯丙氧基羥丙基磺酸鈉(AHPS)，質(zhì)量分數(shù)40%，廣東邦潤化工科技有限公司產(chǎn)品；烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)，質(zhì)量分數(shù)不小于90%，遼寧科隆精細化工股份有限公司產(chǎn)品；過硫酸銨，分析純，南京化學(xué)試劑股份有限公司產(chǎn)品；超純水，實驗室一級水，實驗室制備；碳酸氫鈉，分析純，國藥集團化學(xué)試劑股份有限公司產(chǎn)品；二水氯化鈣，分析純，西隴科學(xué)股份有限公司產(chǎn)品。粒徑10 μm輕質(zhì)CaCO3，工業(yè)級，上海緣江化工制品有限公司產(chǎn)品。

儀器：DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，購自南京沃中儀器設(shè)備有限公司；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，購自上海亞榮生化儀器廠；SF智能型分散砂磨機控制儀，購自上海微特電機有限公司；D2F-6020型真空干燥箱，購自上海精宏實驗設(shè)備有限公司；Unique-R*型超純水機，購自廈門銳思捷水純化技術(shù)有限公司。

1.2 IA-AHPS-APEG的合成

在裝有回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，加入IA、APEG和20 g超純水?dāng)嚢枞芙?，通氮?0 min。使用恒壓滴液漏斗滴加過硫酸銨和AHPS的混合水溶液，在30 min內(nèi)滴加完畢，保持溫度不變，反應(yīng)結(jié)束后，得到共聚物水溶液，加入30 mL丙酮，洗滌提純后，得到IA-AHPS-APEG三元共聚化合物。合成共聚物的化學(xué)反應(yīng)式如圖1所示。

a,b,c—Molar amount of copolymer monomers圖1 IA-AHPS-APEG的合成反應(yīng)式Fig.1 The reaction equation for the synthesis of the IA-AHPS-APEG copolymer

1.3 三元共聚物阻垢劑的表征評價

1.3.1 IA-AHPS-APEG的表征

采用VERTEX 80V傅里葉變換紅外光譜儀(德國BRUKER公司產(chǎn)品)對三元共聚物IA-AHPS-APEG進行FTIR表征，采用ATR模塊測試，掃描范圍4000～400 cm-1；采用Waters 1525凝膠色譜儀(美國Waters公司產(chǎn)品)對三元共聚物IA-AHPS-APEG進行GPC表征其相對分子質(zhì)量， GPC洗脫液為0.1 mol/L硝酸鈉溶液，進樣量1.0 mL/min；采用STA 2500 Regulus同步熱分析-四極桿質(zhì)譜(德國Netzsch公司產(chǎn)品)對三元共聚物IA-AHPS-APEG進行TGA熱穩(wěn)定性表征，測試范圍30～650 ℃，升溫速率10 ℃/min。

1.3.2 CaCO3晶型的表征

收集碳酸鈣阻垢實驗所得的沉淀，用超純水洗滌，干燥后，制成CaCO3測試垢樣，采用Quanta 200環(huán)境掃描電子顯微鏡(美國FEI公司產(chǎn)品)對CaCO3垢樣進行SEM形貌表征；采用Ultima Ⅳ多功能水平X-射線衍射儀(日本Rigaku公司產(chǎn)品)，對CaCO3垢樣進行XRD晶型表征，測試范圍10°～70°，掃描速率4 °/min，分析阻垢機理。

利用分散砂磨機，將分散好的CaCO3標準漿液加水稀釋至合適濃度，采用Nano-ZS納米粒度Zeta電位儀(英國Malvern panalytical公司產(chǎn)品)測量分散CaCO3的粒徑及其分布(重復(fù)3次，誤差小于10%，取平均值)；然后使用環(huán)境掃描電子顯微鏡(SEM)觀察漿液中CaCO3的形貌。

1.4 三元共聚物的阻垢性能測試

1.4.1 CaCO3阻垢效率靜態(tài)測試

實驗采用GB/T 16632—2008標準[4]進行測試，具體步驟為：用CaCl2·2H2O和NaHCO3配制成Ca2+、HCO3-質(zhì)量濃度為240、732 mg/L的實驗水樣，使用硼砂緩沖溶液將水樣調(diào)至pH值約為9，在80 ℃水浴中恒溫靜置10 h。待冷卻至室溫后過濾水樣，移取25 mL濾液至錐形瓶中，加水至約80 mL，加入5 mL氫氧化鉀溶液(3.5 mol/L)和0.1 g鈣-羧酸指示劑，用EDTA溶液(0.01 mol/L)滴定Ca2+質(zhì)量濃度，并計算阻垢率。阻垢率(η，%)計算公式如式(1)所示。

(1)

式中：c0為實驗配制水樣Ca2+質(zhì)量濃度，mg/L；c1為添加阻垢劑的水樣靜態(tài)阻垢實驗后Ca2+質(zhì)量濃度，mg/L；c2為相同條件下不添加阻垢劑的水樣靜態(tài)阻垢實驗后Ca2+質(zhì)量濃度，mg/L。

1.4.2 Ca2+容忍度測試

在250 mL容量瓶中，用滴定管加入84 mL CaCl2標準溶液(16.7 g/L)，使容量瓶中Ca2+的質(zhì)量為500 mg，隨后加入硼砂緩沖液20 mL，加水稀釋至快到刻度時，用NaOH溶液(0.01 mol/L)將其pH值調(diào)至9左右，最后加水定容至刻度線，搖勻。然后轉(zhuǎn)移至500 mL三口燒瓶中。通過磁力水浴攪拌鍋加熱至所需溫度時，緩慢添加阻垢劑，觀察溶液的變化，當(dāng)溶液發(fā)生沉淀時，記錄阻垢劑的添加量，此時阻垢劑的質(zhì)量濃度即為Ca2+容忍度[5]。

1.5 三元共聚物的分散性能測試

1.5.1 輕質(zhì)CaCO3分散漿的制備

在含有IA-AHPS-APEG三元共聚物質(zhì)量分數(shù)為0.5%的水溶液中，加入NaOH溶液(0.01 mol/L)，將其pH值調(diào)至10左右，緩慢加入粒徑為10 μm的輕質(zhì)CaCO3，至其質(zhì)量分數(shù)達到50%，在分散砂磨機作用下，以2000 r/min的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定分散30 min，制備出CaCO3水性分散漿；隨后通過NDJ-8S旋轉(zhuǎn)黏度計(上海平軒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品)測定漿液黏度[6]，轉(zhuǎn)速為30 r/min。

1.5.2 輕質(zhì)CaCO3的分散穩(wěn)定性測試

取1.5.1節(jié)配制好的CaCO3漿液倒入100 mL量筒中，用旋轉(zhuǎn)黏度計在30 r/min條件下分別測量不同靜置時間下CaCO3漿液的黏度變化。另外，采用重力沉降法，分別取在量筒中靜置12 h后70、60、50、40、30 mL刻度位置的CaCO3分散液，稀釋1000倍，采用Lambda 950型紫外可見分光光度計(美國PE公司產(chǎn)品)，在波長210 nm條件下，測試量筒中不同刻度位置CaCO3分散液的吸光度，判斷CaCO3分散穩(wěn)定性。

2 結(jié)果與討論

2.1 IA-AHPS-APEG的FTIR分析

IA-AHPS-APEG的紅外光譜圖如圖2所示。

圖2 IA-AHPS-APEG紅外譜圖Fig.2 FTIR spectrum of IA-AHPS-APEG

由圖2可知：3427 cm-1處為羥基O—H伸縮振動吸收峰；2920 cm-1處為亞甲基—CH2伸縮振動吸收峰；1717 cm-1處為羧基C=O的伸縮振動吸收峰；1420 cm-1處是羧酸基—COO—的對稱伸縮振動吸收峰；1351 cm-1處是羥基—O—H的彎曲振動吸收峰；1097 cm-1和1036 cm-1處是磺酸基團—SO2—的反對稱和對稱伸縮振動吸收峰；940 cm-1是APEG中醚鏈—OCH2CH2—的反對稱伸縮振動吸收峰，840 cm-1和792 cm-1處為—C—H鏈面外彎曲振動吸收峰；613 cm-1處是—S—O的伸縮振動吸收峰。由此可見，羥基、羧基、磺酸基、醚鏈已經(jīng)被成功引入到了聚合物分子中，在1675～1620 cm-1和910～890 cm-1處沒有出現(xiàn)—C=C—的伸縮振動吸收峰和=CH2面外搖擺振動吸收峰，表明單體發(fā)生了自由基聚合，生成IA-AHPS-APEG 三元共聚物。

2.2 IA-AHPS-APEG相對分子質(zhì)量分布表征

IA-AHPS-APEG的相對分子質(zhì)量分布見圖3和表1所示。

圖3 IA-AHPS-APEG相對分子質(zhì)量分布Fig.3 Relative molecular mass distributions of IA-AHPS-APEG

表1 IA-AHPS-APEG相對分子質(zhì)量Table 1 Relative molecular mass of IA-AHPS-APEG

從圖3和表1凝膠色譜分析結(jié)果可知：三元共聚物IA-AHPS-APEG的相對分子質(zhì)量呈正態(tài)分布，數(shù)均相對分子質(zhì)量Mn為8416，重均相對分子質(zhì)量Mw為13837；多分散系數(shù)PDI(Mw/Mn)=1.64，三元共聚物相對分子質(zhì)量分布較窄[7]。

2.3 IA-AHPS-APEG的熱重分析

IA-AHPS-APEG的熱重分析曲線如圖4所示。從圖4可以看出：IA-AHPS-APEG在0～100 ℃的熱質(zhì)量損失主要歸因于溶劑水的蒸發(fā)；100～200 ℃范圍內(nèi)的三元共聚物質(zhì)量損失約為10%；加熱至300 ℃時，三元共聚物的殘重仍有60%以上；在300～400 ℃范圍內(nèi)，由于高溫裂解和氣化，其出現(xiàn)最大分解速率。由此說明，實驗所合成的IA-AHPS-APEG 三元共聚物具有出色的熱穩(wěn)定性，是良好的耐高溫候選材料。

圖4 IA-AHPS-APEG熱重分析曲線Fig.4 Thermogravimetric analysis curves of IA-AHPS-APEG

2.4 IA-AHPS-APEG性能評估

2.4.1 IA-AHPS-APEG對CaCO3阻垢與分散性能評估

在AHPS(5.46 g，0.01 mol)的添加量固定后，探究了反應(yīng)物3種單體摩爾比例、引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對合成三元共聚物CaCO3阻垢和分散性能的影響，結(jié)果見圖5。

從圖5可以看出：當(dāng)n(IA)∶n(AHPS)∶n(APEG)=1.5∶1∶0.25、引發(fā)劑用量為單體摩爾總量的4%、反應(yīng)溫度80 ℃、反應(yīng)時間4.5 h時，生成的衣康酸三元共聚物具有最佳阻垢性能，其添加質(zhì)量濃度為25 mg/L時，對CaCO3阻垢率最高可至91.37%。而在n(IA)∶n(AHPS)∶n(APEG)=2∶1∶0.5、引發(fā)劑用量為單體摩爾總量的4%、反應(yīng)溫度80 ℃、反應(yīng)時間4 h的條件下，生成的三元共聚物擁有較佳的CaCO3分散性能，在輕質(zhì)CaCO3質(zhì)量分數(shù)為50%、衣康酸三元聚合物質(zhì)量分數(shù)為0.5%的條件下，分散得到的CaCO3漿液最低黏度(25 ℃)為46 mPa·s。

圖5 合成條件對三元共聚物阻垢性能和輕質(zhì)CaCO3分散性能的影響Fig.5 Effect of synthesis conditions on the scale inhibition performance of terpolymer and the dispersion performance of CaCO3(a) Effect of monomer ratio (IA/APEG) on copolymer performance; (b) Effect of the amount of initiator (APS) on copolymer performance;(c) Effect of reaction temperature on copolymer performance; (d) Effect of synthesis time on copolymer performanceConditions: (a) T=80 ℃， t=4 h， x(Inhibitor)=4%; (b) T=80 ℃， t=4 h， n(IA)∶n(AHPS)∶n(APEG)=1.5∶1∶0.25;(c) t=4 h， x(Inhibitor)=4%， n(IA)∶n(AHPS)∶n(APEG)=1.5∶1∶0.25;(d)T=80 ℃，x(Inhibitor)=4%， n(IA)∶n(AHPS)∶n(APEG)=1.5∶1∶0.25

當(dāng)AHPS的量確定后，隨著衣康酸摩爾比例的增大，三元共聚物羧基的數(shù)量增多，其與AHPS中的磺酸基和羥基共同作用，有效地增強了與Ca2+的螯和作用，避免了Ca2+與成垢陰離子CO32-的接觸，變相增加了Ca2+的溶解度[8]。同時在APEG中醚基能夠提供良好空間位阻的情況下，由于三元共聚物中羧基這種錨固基團數(shù)量的增多，三元共聚物對CaCO3顆粒的包裹性得到增強，使其對CaCO3的分散性能也得到了提升。但當(dāng)三元共聚物中羧基數(shù)量達到一定的值后，由于羧基易與Ca2+和CaCO3表面結(jié)合吸附，可能會引起聚合物架橋絮凝的現(xiàn)象，導(dǎo)致聚合物阻垢和分散性能下降[9]。

引發(fā)劑的用量和反應(yīng)溫度對生成的衣康酸三元共聚物的阻垢和分散性能都有較大的影響，在反應(yīng)溫度低于80 ℃、引發(fā)劑用量少于單體摩爾總量的4%時，生成的三元共聚物會出現(xiàn)聚合不充分和相對分子質(zhì)量偏大的問題，在應(yīng)用時，三元共聚物會發(fā)生纏繞，影響其對CaCO3的阻垢和分散能力；而當(dāng)溫度過高或引發(fā)劑用量偏大時，又會引起反應(yīng)中的自由基碰撞概率加大，鏈終止變快，三元共聚物活性中心點增多，導(dǎo)致其聚合度降低，分子鏈變短，相對分子質(zhì)量變小[10]，不能有效吸附在CaCO3晶體表面形成立體結(jié)構(gòu)，影響其阻垢性能，同時，由于不能提供足夠的錨固基團和溶劑化鏈，導(dǎo)致其分散性能較差。

隨著反應(yīng)時間的增加，衣康酸三元共聚物的阻垢和分散性能在前期提升明顯，到4.5 h之后，三元共聚物的性能稍有下降。這主要因為當(dāng)反應(yīng)時間較短時，聚合反應(yīng)不完全，部分單體未參與反應(yīng)，單體轉(zhuǎn)化率較低，導(dǎo)致三元共聚物阻垢和分散性能不佳。而在反應(yīng)達到4.5 h時，繼續(xù)延長反應(yīng)時間，對聚合物的相對分子質(zhì)量影響不大，但可能會引發(fā)一些副反應(yīng)的發(fā)生，從而影響了三元共聚物的阻垢和分散性能[11]。

2.4.2 IA-AHPS-APEG鈣容忍度測試結(jié)果

水浴溫度對IA-AHPS-APEG鈣容忍度的影響見表2所示。

從表2可以看出：隨著水浴溫度不斷升高，IA-AHPS-APEG的鈣容忍度有所下降；當(dāng)水浴溫度升至80 ℃時，其對Ca2+的容忍度依然可以達到2600 mg/L。由此說明，該IA-AHPS-APEG阻垢劑在高鈣環(huán)境下也具有良好的穩(wěn)定性[6]。

表2 水浴溫度對鈣容忍度的影響Table 2 Effects of water bath temperatureon calcium tolerance

2.4.3 IA-AHPS-APEG對輕質(zhì)CaCO3的分散穩(wěn)定性測試結(jié)果

將按照1.5.1節(jié)方法制備的CaCO3分散漿液，在室溫25 ℃條件下靜置，探究IA-AHPS-APEG對輕質(zhì)CaCO3的分散穩(wěn)定性，測試結(jié)果見表3。

表3 靜置時間對應(yīng)CaCO3漿料黏度的變化Table 3 The standing time corresponds to the change ofCaCO3 slurry viscosity (μ)

由表3可以看出，添加衣康酸三元共聚物質(zhì)量分數(shù)0.5%配制的CaCO3漿液由于受重力沉降，其黏度隨靜置時間的增長逐漸降低，但降低趨勢非常緩慢，12 h內(nèi)黏度變化量不大。

在量筒中靜置12 h后，取量筒刻度30、40、50、60和70 mL處CaCO3漿液測得的吸光度分別為1.706、1.683、1.672、1.663和1.658，不同分層沉降分布吸光度偏差僅為0.048，CaCO3顆粒在溶液中懸浮性能優(yōu)異，說明IA-AHPS-APEG共聚物具有良好的分散穩(wěn)定性。

2.5 IA-AHPS-APEG阻垢機理分析

CaCO3垢在溶液中的形成大致可分為3個階段：CaCO3晶體從過飽和溶液中析出，形成不穩(wěn)定的無定型CaCO3；之后向介穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)化為以球霞石和文石晶型為主的多晶CaCO3[12]；然后進一步生長、聚并轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的方解石型CaCO3[13]。

圖6為添加阻垢劑IA-AHPS-APEG前后CaCO3垢SEM照片。由圖6可見：在未添加IA-AHPS-APEG的情況下，CaCO3垢表面光滑，呈現(xiàn)菱形結(jié)構(gòu)；加入阻垢劑后，CaCO3的菱形結(jié)構(gòu)基本消失，垢體邊緣光滑，顆粒間更加分散。這主要是由于在未添加阻垢劑時，CaCO3晶體按照一個方向有序生長，Ca2+與CO32-相互碰撞，形成大晶體，進而沉積。而添加了IA-AHPS-APEG后，其能夠附著在CaCO3垢晶體的活性增長點上，抑制晶格向正常方向生長，使CaCO3垢發(fā)生晶格畸變[14]；同時，由于IA-AHPS-APEG具有很強的吸附性，可以對CaCO3垢進行包裹，形成雙電層[15]，使其表面帶上相同的負電荷，實現(xiàn)粒子間相互排斥，從而懸浮在水中。

圖6 添加阻垢劑IA-AHPS-APEG前后CaCO3垢SEM照片F(xiàn)ig.6 SEM images of CaCO3 scale without andwith inhibitor IA-AHPS-APEG(a) Without inhibitor IA-AHPS-APEG；(b) With inhibitor IA-AHPS-APEG

加入IA-AHPS-APEG三元共聚物前后CaCO3垢樣晶型的XRD圖譜如圖7所示。

圖7 添加阻垢劑IA-AHPS-APEG前后CaCO3垢的XRD譜圖Fig.7 XRD patterns of CaCO3 crystals withoutand with IA-AHPS-APEG

由圖7可以看出：未添加IA-AHPS-APEG溶液的CaCO3的衍射峰出現(xiàn)在27°、30°、33°、39°、43°、47°和48°附近，其中29°、39°、43°附近衍射峰最強，分別對應(yīng)方解石104、113、202晶面；加入IA-AHPS-APEG后，方解石晶型衍射峰強度明顯降低，在25°、27°、33°、44°、50°處出現(xiàn)球霞石晶面的衍射峰。說明加入阻垢劑IA-AHPS-APEG后，CaCO3晶型由穩(wěn)定規(guī)則的方解石轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)態(tài)的球霞石。因此，推測除了晶格畸變外，一部分吸附在晶體表面的阻垢劑，可能隨著晶體的增長進入了晶格之中，在晶體內(nèi)部與Ca2+發(fā)生了螯和，從而占據(jù)晶體內(nèi)的生長位點，使晶體內(nèi)部發(fā)生了晶格錯位[16]。

CaCO3垢的SEM和XRD表征結(jié)果說明了IA-AHPS-APEG能夠通過螯合、晶格畸變、分散等方式阻止CaCO3垢的正常生長，防止其形成細密規(guī)則且附著性強的顆粒。

2.6 IA-AHPS-APEG分散性能表征

將加入IA-AHPS-APEG三元共聚物和市售陰離子型超分散劑Mix-Sperse 855W、DISPEX AA的CaCO3水性分散漿稀釋1000倍后，測定CaCO3粒子的粒徑分布，如圖8所示。

圖8 添加3種分散劑制備的CaCO3漿液粒徑分布Fig.8 Particle size distribution of CaCO3 slurrywith three dispersants

由圖8可以看出，3種分散劑在水性分散體系下配制的CaCO3漿液粒徑均呈正態(tài)分布，加入IA-AHPS-APEG、Mix-Sperse 855W超分散劑、DISPEX AA超分散劑的CaCO3漿液平均粒徑分別為813.1、1236.0、1365.0 nm，粒徑分布系數(shù)PDI分別為0.519、0.804、0.593。其中使用Mix-Sperse 855W分散的CaCO3漿液在圖8中最右側(cè)出現(xiàn)了大顆粒峰，表明存在少量團聚的現(xiàn)象，另外2種分散劑均有效抑制了CaCO3的團聚行為。而且3種分散劑中，加入IA-AHPS-APEG分散的CaCO3漿液粒徑分布更窄，粒徑更小[17]。因此，可以說明IA-AHPS-APEG 對CaCO3的分散效果好于市售Mix-Sperse 855W和DISPEX AA超分散劑，是一種良好的超分散劑候選產(chǎn)品。

圖9為分別添加DIXPEX AA、Mix-Sperse 855W和IA-AHPS-APEG制備的CaCO3水性分散漿的SEM照片。由圖9可以發(fā)現(xiàn)：DIXPEX AA和IA-AHPS-APEG對CaCO3均有良好的分散效果，但使用IA-AHPS-APEG制備的CaCO3漿液分散更為均勻，而添加Mix-Sperse 855W制備的CaCO3漿液，顆粒存在團聚的現(xiàn)象。因此，可以說明IA-AHPS-APEG中的錨固基團對CaCO3顆粒的吸附性較強，依靠靜電斥力和范德華力產(chǎn)生的排斥能，顆粒間相互分離，同時由于溶劑化鏈的鏈長合適，CaCO3顆粒間有良好的空間位阻，分散效果和穩(wěn)定性表現(xiàn)優(yōu)異。

圖9 分別添加DISPEX AA、Mix-Sperse 855W、IA-AHPS-APEG制備的CaCO3漿液SEM照片F(xiàn)ig.9 SEM images of CaCO3 slurry with DISPEX AA，Mix-Sperse 855W， IA-AHPS-APEG(a) CaCO3 slurry with DISPEX AA；(b) CaCO3 slurry with Mix-Sperse 855W；(c) CaCO3 slurry with IA-AHPS-APEG

3 結(jié) 論

(1)通過自由基聚合的方式，使用衣康酸(IA)、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉(AHPS)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)3種單體合成共聚物。FT-IR和TGA的結(jié)果顯示，聚合物結(jié)構(gòu)中帶有羧基、磺酸基、羥基、醚基等官能團，與預(yù)期一致，合成了IA-AHPS-APEG三元共聚物，且其具備良好的耐熱性能。

(2)碳酸鈣靜態(tài)阻垢測試和SEM、XRD的分析結(jié)果顯示，IA-AHPS-APEG對CaCO3具有良好的阻垢性能，可以改變CaCO3的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài)，使垢樣松散。

(3)CaCO3的黏度和穩(wěn)定性測試結(jié)果及SEM、Zeta粒徑表征結(jié)果說明， IA-AHPS-APEG可以很好地吸附在CaCO3的表面，對其形成包裹，使CaCO3顆粒均勻地分散在水中。