聚环氧琥珀酸聚环氧琥珀酸0606化学化学潘嘉贤潘嘉贤200624031112200624031112•阻垢剂的发展经历了无机聚磷酸盐、有机磷酸(盐)、聚羧酸类、二元及三元含磷共聚物、二元及三元不含磷共聚物几个阶段,而无磷阻垢剂将是今后的发展方向。•随着人类环保意识的提高,环保法规进一步严格,许多国家已开始限制磷的排放,推动了低磷、无磷配方的迅速发展,低磷、无磷的绿色水处理剂已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题。而聚环氧琥珀酸（PESA）正是一种无磷的绿色缓蚀阻垢剂。实验常用阻垢剂聚环氧琥珀酸兼有缓蚀、阻垢双重功能,具有生物降解性好、应用范围广的特点，是一种具有广泛应用前景的循环水缓蚀阻垢剂和洗涤剂中的非磷络合剂，适用于高碱高硬水系,且用量少，阻垢性能优良。简介PESA的性质PESA的阻垢机理PESA的合成方法•(1)PESA的热稳定性•余育新等通过研究,在随着恒温(80。C)时间的加,PESA的阻垢率几乎没有表现出下降的趋势,此外温度的变化对其阻垢率影响也不大,当体系温度从45。C升高至80。C时,阻垢率仅下降5%,因此,PESA具有较好的热稳定性•(2)PESA的耐Fe3+性•BrownJM等研究了Fe3+浓度对PESA的阻垢效果的影响发现,PESA的阻垢效果随Fe3+浓度的增加,下降效果不是很明显,而PBTCA、HEDP和GRK-752受Fe3+影响比较大,尤其是HEDP和GRK-752,在Fe3+质量浓度为10mg/L时,几乎失效,而Fe3+质量浓度在0~10mg/L时,PESA的阻垢率只下降了20%,显示出较好的耐Fe3+性•(3)PESA的生物降解性•随着“绿色化学”概念的提出,阻垢剂除了有良好的阻垢性能外,可生物降解性已成为评价阻垢剂性能的一个新的、重要的标准。魏刚等参照国际上广泛采用的OECD301B标准,采用PCD法对PESA的生物降解性进行了评价,发现PESA在降解前也需要一个短期的驯化时间,随后生物降解过程进行得很迅速,并且CO2产生量与时间基本上呈直线性变化,10天后PESA的生物降解率为10.0%,28天后PESA的生物降解率达到了79.2%,由此可知,PESA具有良好的生物降解性•(4)PESA的缓蚀性能•吕志芳等采用旋转挂片法研究了PESA的缓蚀性能,实验结果表明,PESA具有一定的缓蚀性能,其缓蚀能力随药剂量的增加而增强。在加药质量浓度为10mg/L时,缓蚀率达到一稳定值,再增加PE-SA的用量对缓蚀率的影响已不大。这是因为PESA是1种吸附型缓蚀剂,其分子中的极性基团:—COOH、—OH、—O—中的氧原子具有未共用电子对可以成为吸附中心吸附金属。与金属形成五元或六元环状化合物,并且吸附于金属表面上,沿金属表面形成一层致密的保护膜,从而起到缓蚀作用。但其性能与其他有机磷酸缓蚀剂相比较差,考虑到其不含磷,将它与其他药剂复配,可以形成低磷或无磷的有机缓蚀剂。•王毅等将PESA与有机膦酸、锌盐和剥离剂复配组成复配药剂,该复配药剂不仅对碳酸钙的阻垢率达到96·2%,而且对旋转挂片法测得缓蚀率超过94%,显示出良好的协同效应。•(1)螯合作用•阻垢集中的部分活性基团对成垢阳离子具有一定的螯合力,发生了螯合作用,所以加入PESA后,可封锁部分成垢阳离子,抑制其与阴离子的反应,从而阻止结垢。•(2)低剂量效应•低剂量效应是指加相对水中结垢成分的阳离子浓度低得多的药剂,即可抑制大量成垢离子的结晶作用,所显示出来的阻垢效果。这是因为在过饱和溶液中,存在大量小于临界半径的小晶体垢,由于所加入的阻垢剂对小晶体中的晶核和晶体的活性点有特殊吸附能力,并可通过物理或化学作用,吸附在其上,使界面能大大增加,界面能越高,晶体的临界半径越大,小晶体从水中析出越困难,从而实现了宏观的低剂量效应。(3)晶格畸变作用晶体在生长时,首先在晶体的扭折位置生长晶格,而且扭折位置是晶体界面上最稳定的位置,当溶液为过饱和液时,微溶盐分子到达扭折位置的机率最大,因而晶体可正常地生长,而当溶液中存在阻垢剂,将吸附在晶体扭折位置,占据了晶体正常生长的晶格位置,并不断长大。此时的晶体,由于组分的差异造成点阵的失配,产生弹性应力,使晶体出现不稳定态,极易破碎变形,所以生长出与晶体原来形状不同的晶体,从而使晶体易于破裂,阻碍了垢的沉积。(4)分散作用阻垢剂加入水中,由于物理或化学作用,有一部分官能团可吸附到垢的小晶体表面,而另一部分官能团不参加吸附,对晶体显离子性,使电...
