才世引2010年第31卷第3期甲基丙烯酸磺酸鈉、丙烯酸、丙烯酰胺共聚物性能評(píng)價(jià)李孟,晏艷霞(武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,武漢430070)摘要:以甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸、丙烯酰胺為單體,在水中以過硫酸銨為引發(fā)劑,異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移基的條件下合成共聚物,探討了共聚物用量、pH、溫度、Ca2濃度對(duì)共聚物阻垢率的影響。結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)室條件下,共聚物具有良好的阻垢性能關(guān)鍵詞:甲基兩烯磺酸鈉;丙烯酸;丙烯酰胺;共聚物;阻垢率Sodium Methacrylate, Acrylic Acid, Acrylamide CopolymerPerformance EvaluationLI Meng, YAN Yan-xiachool of Civil Engineering Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, ChinaAbstract: In this paper, sodium methacrylate, acrylic acid, acrylamide synthesized copolymer by using persulfate ammonium as initiator and 2-propanal as chain-transfer in water. The effects of dosage of the copolymer, concentration of Ca2+, PHof solution, inhibiting temperature on the inhibition rate were discussed. The results showed that the copolymer has good in-hibition efficiency in laboratory conditionsKey words: sodium methacrylate; acrylic acid; acrylamide; copolymer; inhibition rate共聚物阻垢劑是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一和異丙醇放入三口燒瓶中。再稱取一定量的甲基丙類新型無公害水處理藥劑(,它含有磺酸基或羥基烯磺酸鈉和過硫酸銨于燒杯中,用10mL蒸餾水溶等起作用的親水基團(tuán),從而提高對(duì)碳酸鈣、磷酸鈣的解,轉(zhuǎn)移至滴液漏斗。把三口燒瓶放在磁力攪拌器分散能力。垢是物質(zhì)從溶液中沉淀或結(jié)晶出來所的平臺(tái)上,把磁力攪拌器的探頭伸人三口燒瓶的致,過飽和是結(jié)垢的推動(dòng)力,在不同條件下,某物質(zhì)個(gè)口中控制反應(yīng)的溫度,把裝有試劑的滴液漏斗放在溶液中若是過飽和就有結(jié)垢的可能,在水溶液中,人另外的口上,第3個(gè)口用于放冷凝管。按照此步HCO3、CO32-、CO2和CaCO3等的化學(xué)平衡收到驟安好裝置后,通入自來水,打開磁力攪拌加熱器進(jìn)破壞,就會(huì)發(fā)生結(jié)垢或垢溶解2行加熱,當(dāng)三口燒瓶中的溫度升到一定的溫度后,打本文以甲基丙烯磺酸鈉(SMAS),丙烯酸開滴液漏斗的開關(guān),使滴液漏斗中的液體流入的速(A),丙烯酰胺(AM)為單體,在水相中合成了度保持在30min,待體系反應(yīng)到一定時(shí)間后,停止SMAS-AA-AM共聚物,此共聚物中含有-SO3H,加熱。待反應(yīng)體系冷卻后,取出測定性能。COOH,-CONH2具有強(qiáng)分散性的基團(tuán)。該文對(duì)共聚物進(jìn)行性能測試共聚物性能評(píng)價(jià)中國煤化工1共聚物的制備CN MHGaCL2和 NaHco3稱取一定量的丙烯酰胺放入三口燒瓶中,加入(KH2PO4),配制水溶液中Ca2濃度為200mg,20mL蒸餾水使其溶解,再量取一定體積的丙烯酸把裝有150mL配制水的錐形瓶放入恒溫水浴鍋7才世引010年第31卷第3期中,控制恒溫水浴鍋的溫度為80°C,分別向錐形瓶23溫度對(duì)阻垢率的影響中加入不同量的阻垢劑,待反應(yīng)10h后,測定阻垢其他條件不變,改變水浴的溫度,測定阻垢率,率。結(jié)果見圖1。結(jié)果見圖3?！籼妓徕}·磷酸鈣碳酸鈣■磷酸鈣阻垢劑用最/ml圖3溫度對(duì)阻垢率的影響圖1阻垢劑用量對(duì)阻垢效果的影響從圖3中可以看出,碳酸鈣對(duì)溫度的影響比較由圖1可以看出,當(dāng)條件一定時(shí),增加阻垢劑用敏感,而磷酸鈣對(duì)溫度不是很敏感。但是在溫度超量,阻垢率也隨著增加,當(dāng)增加到3mL時(shí),阻垢率的增加變小,此時(shí)阻垢劑就具有良好的阻垢效果過90°C時(shí),阻垢率都有下降。因?yàn)镃a(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2,溫度越高,越易分解,導(dǎo)致當(dāng)用量從5mL增加到6mL時(shí),阻垢劑阻碳酸鈣阻生成CaCO3的速度增加,所以阻垢劑的阻垢率下垢率由97.6%降到92.1%,阻磷酸鈣阻垢率由84.8%降到81.2%。這說明阻垢劑用量具有低劑降。由于Ca(HPO4)2和Ca(H2PO4)2的穩(wěn)定性比Ca(HCO3)2的好,所以導(dǎo)致它對(duì)溫度的敏感度不是量效應(yīng),它并不是按鰲合反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量來反應(yīng)的。很高,但是在高溫下它也會(huì)分解,所以阻垢效果也會(huì)同時(shí)也說明阻垢劑的高劑量效應(yīng),即用量增加反而下降。同時(shí),高溫時(shí)部分阻垢劑也開始分解從而影影響阻垢效果。響了阻垢效果。這說明,阻垢劑在高溫的時(shí)候不宜22pH對(duì)阻垢率的影響使用。其他條件不變,改變反應(yīng)體系的pH值,測定阻2.4ca2濃度對(duì)阻垢率的影響垢率。結(jié)果見圖2。其他條件不變,改變Ca2+濃度,測定阻垢率見◆碳酸鈣·磷酸鈣酸Ca濃度/(mgL)圖2pH對(duì)阻垢率的影響從圖2中可以看出,阻垢劑對(duì)pH的變化很敏圖4C2對(duì)阻垢率的影響感。pH值為5~85是阻垢劑阻碳酸鈣垢的最佳范從圖4中可看出,在Ca2+濃度為100mg時(shí)圍當(dāng)增大溶液的pH時(shí),阻垢率下降。而阻磷酸鈣阻垢劑阻碳酸鈣垢率可達(dá)到10%,阻磷酸鈣垢率垢時(shí)pH為85是轉(zhuǎn)折點(diǎn)再增大pH,阻垢效果也可達(dá)到90%。阻垢劑的阻垢性能隨ca2濃度的提會(huì)降低。以碳酸鈣為例說明高而下降特別是阻確酸鈣垢時(shí),當(dāng)Ca2+濃度達(dá)到在水溶液中CO32和HCO3存在如下平衡:500mg1時(shí),阻垢率只有578%。這說明阻垢率HO3=CO23+H',當(dāng)pH增大時(shí),反應(yīng)向左,對(duì)C2·的容忍度不是很高,主要是在水溶液中存在使得生成CO2的速度增加,必然導(dǎo)致大量的如下反應(yīng)C1(HCO1),CaC0+HO+C2,當(dāng)CO2生成,從而使得阻垢劑效果降低。低pH值中國煤化工加,導(dǎo)致阻垢劑的時(shí),阻垢劑的效率也不高,主要是因?yàn)橹频玫淖韫竸┧俣菴NMHG劑不適合高鈣水系是顯弱酸性的,低pH影響了阻垢劑的解離從而影統(tǒng)響了阻垢效果。襯世習(xí)2010年第31卷第3期3結(jié)論a采用單因素方法分析甲基丙烯磺酸鈉、丙烯參考文獻(xiàn)酸、丙烯酰胺為單體合成共聚物的最佳條件是引發(fā)[1]李凡修辛焰,陳武.共聚物類阻垢劑的研制進(jìn)展劑用量為單體總質(zhì)量的2%,反應(yīng)溫度為85C,反[J].工業(yè)水處理,2000,20(3):710應(yīng)時(shí)間4h。[2]羅躍,劉清云,鄭力軍馬來酸酐丙烯酸含磷共聚物b實(shí)驗(yàn)室條件下合成的阻垢劑在用量為3mL阻垢劑的合成與性能評(píng)價(jià)[J]石油天然氣學(xué)報(bào),2008,pH為5~85,溫度為60°C左右,低Ca2條件下具30(1):124126有良好的阻垢性能。收稿日期:2010-0422c阻垢劑的阻垢性能對(duì)溫度和Ca2+濃度的影作者簡介:李孟(1972-),教授響變化幅度較小,對(duì)pH最敏感,當(dāng)p值為10的時(shí)Emal1my216.m候,阻碳酸鈣的阻垢率由原來的95.3%降到(上接第6頁)[6 Hasan A. Phase Change Material Energy Storage SystemWax-impregnated Wallboard Concept [C]//.S.Department of Energy: Thermal Energy Storage Research143-154.[7] Farid MM, Kim Y, Kanzawa A. Thermal Performance [12] Meng Z, Mario A M, Jennifer B K. Development of aof Heat Storage Module Using PCMs with DifferenThermally Enhanced Frame Wall with Phase Change MaMelting Temperatures-experimental[J]. Trans ASME,Jterials for On-peak Air-conditioning Demand ReductionSolar Energy Eng, 1990, 112: 125 31and Energy Savings in Residential Buildings [ CJ//nt J[8]涂逢祥.建筑節(jié)能[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,Energy Res WI, USA: Greenheck Fan Corporation,2002Schofield, 2005: 23-89[9] Hawes D W, Feldman D Absorption of Phase Change [13] Peippo K, Kauranen P, Lund PD. A MulticomponentMaterials in Concrete[J]. Solar Energy Materials and SoPCM Wall Optimized for Passive Solar Heating[J].Enlar Cells,1992,27(2):91-10ergy Build,1991,17:25927[10] Inaba H, P Tu. Evaluation of Thermo-physical Characteristics on Shape2 stabilized Parafin as a Solid-liquid收稿日期:2010-03-13Phase Change Material[. Heat and Mass Transfe,作者簡介:王磊(1972),工程師1997,32:307-312.E-mail:wangzichina@foxmail.com[11] KedI R J, Studies T K. Activities in Support of the中國煤化工CNMHG