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的研究?？疾炝藴囟?、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。實驗結果表明，溫度、pH值對該共聚物阻垢性能的影響較大，在應用時應予以重視;共聚物與市售阻垢劑阻垢效果相當，但緩蝕效果不理想。

關鍵詞：共聚物;阻垢;實驗;緩蝕

1背景

工業用水總量的80-90%主要用作冷卻降溫，節約用水的關鍵是盡可能提高冷卻水的使用率和重復使用次數[1]。工業循環冷卻水隨著重復使用次數的增加，循環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垢，堵塞管道，并形成腐蝕。要避免上述情況的發生，就必須阻止冷卻水中的鈣、鎂離子的難溶鹽類的沉積生成。所采取的技術措施就是在工業循環冷卻水中投加能夠阻止鈣、鎂離子的污垢生成，保證循環冷卻水質量的水質穩定劑[1]。

聚合物緩蝕阻垢劑作為工業循環冷卻水中高效低價的水處理劑應用前景十分廣闊，開發合適的合成技術是水處理劑技術發展的需要，對于節約用水，保護環境和經濟的可持續發展意義重大。

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，環保，高效，是應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境，使之應用更加廣泛。

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.