循环冷却水用阻垢剂构效关系研究进展_符嫦娥

Researchprogressinthestudiesonthestructure-activityrelationshipforscaleinhibitorsincirculatingcoolingwatersystemsFuChang’e1，2，ZhouYuming1，XieHongtao1，CangLi2（1.SchoolofChemistryandChemicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China；2.NanjingCollegeofChemicalTechnology，Nanjing210048，China）循环冷却水用阻垢剂构效关系研究进展符嫦娥1，2，周钰明1，谢洪涛1，仓理2（1.东南大学化学化工学院，江苏南京211189；2.南京化工职业技术学院，江苏南京210048）［摘要］阻垢剂的阻垢性能直接影响循环水的浓缩倍数和生产的正常运行，研究阻垢剂的构效关系可以为生产高性能阻垢剂提供理论参考。作者从阻垢剂的功能基团、合成聚合物阻垢剂的单体以及典型聚合物阻垢剂的结构及其阻垢性能等方面综述了阻垢剂构效关系，提出了无污染绿色聚合物阻垢剂是阻垢剂的发展趋势。［关键词］循环冷却水；阻垢剂；构效关系［中图分类号］TQ085+.412［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）12-0030-04Abstract：Theinhibitingcapacityofscaleinhibitorshasdirectimpactonthecycleofconcentrationandregularrunningoftheproductionincirculatingcoolingwatersystems.Studyingonthestructure-activityrelationshipofscaleinhibitorscanprovidetheoreticalreferencesfortheproductionofhighlyefficientscaleinhibitors.Thestruc-ture-activityrelationshipforscaleinhibitorsissummarizedfromtheanglesofthestructuresofanti-scalesfunctionalgroups，monomersandtypicalpolymerinhibitorsandtheirscaleinhibitingcapacities.Then，itisputforwardthatnon-pollutionandenvironment-friendlyscaleinhibitorsaretheirdevelopingtrends.Keywords：circulatingcoolingwater；scaleinhibitor；structure-activityrelationship第30卷第12期2010年12月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.12Dec.，2010［基金项目］国家自然科学基金（50873026）；江苏省常州市产学研合作科技项目（CV20090002）；江苏省科技支撑计划（BE2008129）冷却水的循环使用是节约工业用水的常用方法，但冷却水经过多次循环使用后水中的无机金属离子如钙、镁离子等极易形成磷酸钙、碳酸钙、碳酸镁等无机垢，这些垢沉积在换热器等设备表面后不仅导致设备的传热效率急剧下降，而且易形成垢下腐蚀导致设备穿孔，大大缩短设备使用寿命，严重时导致生产无法正常运行〔1-2〕。阻垢剂是能够防止垢形成或者抑制其沉积的化学药剂。早在20世纪30年代人们就开始利用无机阻垢剂阻止水中垢的形成并对其阻垢机理进行了研究〔3〕，但无机阻垢剂因阻垢率相对较低且易对水环境造成二次污染逐渐被有机阻垢剂所替代〔4〕。有机阻垢剂主要包括膦酸类阻垢剂〔5-10〕、羧酸类阻垢剂〔11-14〕、膦酸羧酸类阻垢剂〔15-17〕，以及近几年的研究热点———无污染绿色阻垢剂〔18-22〕。一般认为有机阻垢剂通过功能基团与无机垢作用形成无机-有机杂合层，从而使无机垢晶胚与含无机离子的循环水隔离，阻止或延缓无机垢晶胚的进一步生长，达到阻垢的目的〔5，8-10，15，23〕，这就要求作为阻垢剂的有机分子必须具有能与无机垢晶胚强烈作用的功能基团且作用后的产物易溶于水，因此有机阻垢剂主要是通过具有不同功能基团的单体聚合得到的共聚物。笔者从阻垢剂分子结构中的关键功能基团、合成聚合物阻垢剂所用的主要单体以及典型高效阻垢剂等方面入手，综述了近年来国内外学者在阻垢剂构效关系方面的研究成果，希望通过对前人工作的归纳和总结，加深