AA_MAn_AMPS共聚物的合成及其阻垢分散性能_马志

第17卷第1期2000年1月精细化工FINECHEMICALSVol.17,No.1Jan.2000水质处理剂AA-MAn-AMPS共聚物的合成及其阻垢分散性能马志,魏天俊,冯光瑛,刘锦贵(河南师范大学化学系,河南新乡453002)摘要:首次以水为溶剂,过硫酸铵为引发剂,将丙烯酸(AA)、马来酸酐(MAn)、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)按一定单体物质的量比进行共聚,合成了系列AA-MAn-AMPS共聚物。探讨了它们对Ca3(PO4)2的阻垢率与共聚物用量、共聚物单体物质的量比的关系,研究了共聚物在稳定锌、分散氧化铁方面的性能。结果表明:共聚物B[n(AA)∶n(MAn)∶n(AMPS)=70∶20∶10]对Ca3(PO4)2具有优良的阻垢分散性能,当w(Ca2+)=150×10-6,w(PO43-)=6×10-6,pH=9.0,θ=50℃,t=10h,共聚物的质量分数=10×10-6时,对Ca3(PO4)2的阻垢率达99.45%;共聚物G[n(AA)∶n(MAn)∶n(AMPS)=70∶15∶15]则具有良好的稳定锌能力,当w(Zn2+)=10×10-6,pH=8.8～9.0,θ=50℃,t=24h,共聚物的质量分数=10×10-6时,对Zn(OH)2的阻垢率达74.42%。B、G均具有较好的分散氧化铁性能。AA-MAn-AMPS共聚物可用作工业循环冷却水的阻垢分散剂。关键词:丙烯酸/马来酸酐/2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸三元共聚物;阻垢分散性能中图分类号:TQ085.4;TQ316.342文献标识码:A文章编号:1003-5214(2000)01-0001-03近年来,在工业水处理领域出现了许多共聚物阻垢分散剂,其中含磺酸单体的共聚物因对磷酸钙有良好的抑制作用,且能有效地分散金属氧化物,稳定锌和有机膦酸,在钙离子含量大的情况下不易形成凝胶等突出优点,引起了普遍重视。国内外研制开发了一些阻垢分散性能优良的含2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)的二元或三元共聚物[1～3]。本文报道AA-MAn-AMPS新型三元共聚物的合成及其阻垢分散性能的研究,得到了满意结果。1实验1.1主要试剂与仪器丙烯酸(AA),过硫酸铵,均为化学纯;马来酸酐(MAn),分析纯;AMPS,工业品;调聚剂异丙醇,分析纯。NDJ-8S数显黏度计(上海天平仪器厂);超级恒温器(重庆试验设备制造厂);721分光光度计(上海第三仪器厂);PHS-2型酸度计(上海第二分析仪器厂)。1.2共聚物的制备在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和恒压滴液漏斗的500mL四颈瓶中加入水140mL和异丙醇8.5mL,将AA、MAn、AMPS按一定单体物质的量比(如共聚物A:n(AA)∶n(MAn)∶n(AMPS)=80∶10∶10,单体总量=0.5mol)混合加入恒压滴液漏斗中,称取占单体总量0.05%～0.1%的过硫酸铵溶于水,置于另一恒压滴液漏斗中。水浴升温使体系保持在60～70℃,在搅拌下同时滴加单体和引发剂(约1h),滴完后在80～90℃下反应1～2h。体系降温至40℃以下后,用w(NaOH)=30%的水溶液调节至pH=7.0,冷却出料。以共聚物A为例,产品为浅黄色黏稠液体,ρ=1.1256g/cm3(30℃),旋转黏度η=41mPa·s(30℃)。取样,用甲醇沉淀,抽滤,洗涤,60℃下真空干燥24h,粉碎。1.3Ca3(PO4)2垢的静态阻垢性能的评定方法[4]Ca3(PO4)2垢阻垢试验条件:w(Ca2+)=150×10-6,w(PO43-)=6×10-6,一定量的共聚物,用Na2B4O7·10H2O调节pH=9.0,50℃恒温10h。冷却,过滤,取滤液用比色法测定PO43-质量分数(710nm,1cm比色皿)。按B=[(w1-w0)/(w2-w0)]×100%计算阻垢收稿日期:1999-05-10DOI:10.13550/j.jxhg.2000.01.001率。式中B为阻垢率,w1、w0、w2分别为测定加有聚合物时、未加共聚物时和常温合成时水中的PO43-质量分数。1.4稳定锌性能的评定方法[5]w(Zn2+)=10×10-6,一定量的共聚物,用Na2B4O7·10H2O调节pH=8.8～9.0,于50℃静置24h,用EDTA(0.01mol/L)络合滴定法测定剩余的Zn2+。按B=(V1-V0)/(V2-V0)×100%计算阻垢率。式中B为阻垢率,V1、V0、V2分别为测定加有聚合物时、未加共聚物时和常温合成水中总锌量时耗用的EDTA毫升数。1.5分散氧化铁性能的评定方法[5]w(Ca2+)=150×10-6,w(Fe2+)=10×10-6,共聚物的质量分数=10×10-6,一边搅拌,一边用Na2B4O7·10H2O调节pH=9.0。稳定后,