磷基磺酸共聚物的制备及性能评价_张勇

青海西宁中国精细化工协会第五届水处理化学品行业年会论文集吓而t磷基磺酸共聚物的制备及性能评价张勇胡廷张颖陆原郭海军(中海油能源发展有限公司采油技术服务公司,天津30452)〔摘要」丙烯酸(人A)、2一丙烯酞胺基一甲基丙磺酸(ANP[S)、次磷酸钠为合成单体,以过硫酸按为引发剂,以蒸馏水为溶剂合成了多种基团一体的以阻碳酸钙为主兼具多种阻垢功能的共聚物。对合成过程中的单体配比、引发剂用量,反应温度等因素对共聚物的阻垢能力的影响进行了试验,并对最终产物进行了阻碳酸钙、磷酸钙、阻锌垢、防止铁沉积等性能评价试验。〔关键词〕共聚物;阻垢分散剂;水处理;性能评价随着中国工业的大规模发展、水资源的日益紧张,在工业水处理系统中,水垢的形成已经成为工业稳定运行的主要制约因素。而投加微量,高效的阻垢分散剂来抑制水垢己经为实践所证明,聚丙烯酸类的阻垢剂更是成为了主流产品。笔者在其分子中引入了磺酸基、磷基这两种单体,使生成的共聚物既有抑制碳酸盐垢能力,又增强了抑制磷酸盐、分散锌盐、氧化铁的能力,并有一定的缓蚀能力,使其成为集多功能于一体的水处理药剂。1实验1.1主要原料及仪器丙烯酸(AA)、次亚磷酸钠(NaH2OP2’H20),过硫酸钱均为分析纯,-2丙烯酞胺基一甲基丙磺酸(月如)S)为工业品,蒸馏水。五口烧瓶,回流冷凝器,恒压滴液漏斗,电加热套,温度计,搅拌器,温度感应电偶,烘箱,721分光光度计、电子天平。1.2共聚物的合成在装有温度计,温度感应电偶,搅拌器,恒压滴液漏斗和回流冷凝器的五口烧瓶中,投加一定比例的次亚磷酸钠和蒸馏水的混合溶液,在一定的温度搅拌下,分别同时滴加丙烯酸与2一丙烯酞胺基一2一甲基丙磺酸的水溶液及过硫酸按的水溶液,单体混合溶液及引发剂水溶液滴加完毕后,提高至一定温度下,继续反应2小时,反应完毕,冷却得到浅黄色,粘稠水溶液。1.3’共聚物阻垢性能的测定方法1.3.1阻破酸钙垢的测定量取定量的CaC12溶液,加入定量的共聚物药剂,再加入定量的N司HCO3溶液,混匀,使该溶液成为c沪.=240m睡、碱度=10mo比测试水质.于60℃温度下,恒温2h4,同时做空白试验。取出该溶液,冷却,过滤,量取10mL该过滤水样,用EDTA法滴定该溶液的钙离子含妞。·157·礴而t中国精细化工协会第五届水处理化学品行业年会论文集2009年7月1.3.2阻磷酸钙垢的测定量取定量的Cca12溶液,加入定量的共聚物药剂,再加入定量的磷酸二氢钾溶液,混匀,使该溶液成为c+az=240m叭、Po护”om姚测试水质,于60℃温度下,恒温2h4,同时做空白试验。取出该溶液,冷却,过滤,量取10m工该过滤水样,用EDTA法滴定该溶液的钙离子含量。1.3.3阻锌盐垢的测定量取定量的CaCI:溶液,加入定量的共聚物药剂,再加入定量的氯化锌溶液及定量的NaHc几溶液,混匀,使该溶液成为caZ+=24om留L、助2+=1m0留1、碱度=10m。比测试水质,于60℃温度下,恒温2h4,用蒸馏水作空白,用锌试剂分光光度法测定锌离子含量。1.3.4阻铁盐垢的测定量取定量的CaC12溶液,加入定量的共聚物药剂,再加入定量的氯化铁溶液及定量的NaHc03溶液,混匀,使该溶液成为c犷+=240m叭、eF、sm留L、碱度=10m。比测试水质,于60℃温度下,恒温2h4,用蒸馏水作空白,用磺基水扬酸分光光度法测定铁含量。2结果与讨论2.1AA、AMPS单体配比的性能评价由于变量因素较多,所以以次亚磷酸钠4%(质量比),过硫酸按4%(质量比),反应温度90℃,反应时间为固定量,改变AA、AN于S单体摩尔比,评价其对碳酸钙垢的阻垢能力的变化,结果见表1表1AA、AMPS单体配比对阻碳酸钙能力的影响AA、ANP[S单体摩尔比碳酸钙垢的阻垢匆(%)加药量10PPm加药童20Ppm4:l88.2488.245:l88.2488.246:184.3185.437:168.6370.48从上表的数据可以判断,当AA、ANP[S单体摩尔比为:51时,共聚物的阻碳酸钙垢率.824%为最高值,并且当加药浓度提升至20ppm时,阻垢率并没有大幅度上升,说明此共聚产物具有闭值效应即低浓度就有较强的阻垢能力。.22引发剂质量百分比对共聚物阻垢性能的影响固定AA、ANIPS单体摩尔比:51,其他影响因素同上,改变引发剂的质量百分比,评价其阻垢能力的变化,结果见表2。青海西宁中国精细化工协会。水处理化学品行业年会论文集芍而t表2引发剂质盘百分比对阻碳酸钙能力的影响过硫酸铁质量百分比(%)碳酸钙垢的阻垢率/(%)加药量1P0pm加药t2P0mP卫{86.5186.84川{90.3891.32584.3187.88〔亏84.5688.65表中的数据显示,当引发剂过硫酸按的质量百分比为4%时,共聚物具有最高的阻碳酸钙能力,