０ 前言

工業(yè)生產(chǎn)中為了給反應(yīng)釜降溫，一般采用冷卻循環(huán)水，而冷卻水長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)使用會(huì)導(dǎo)致冷卻水中的 無(wú)機(jī)鹽離子濃度增大，生成大量碳酸鈣、硫 酸 鈣 等 鈣 垢，其中以碳酸鈣垢為主。形成的鈣垢會(huì)沉積在管 道的表面，使得流動(dòng)通道變窄，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)徹底堵塞管 道，使得冷卻水的降溫效率下降，甚至難以控制反應(yīng)釜 的溫度，如若發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)想。

１ 實(shí)驗(yàn)部分 

１．１ 主要原料 

ＰＰＧ、苯乙烯磺酸鈉（ＳＳＳ）、過(guò)硫酸鉀（ＫＰＳ）、碳酸 氫鈉，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司； 馬來(lái)酸酐（ＭＡ），分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司； 丙烯酸（ＡＡ）、氯化鈣，分析純，成都市科龍化工試 劑廠； 乙二胺四乙酸二鈉（ＥＤＴＡ），分析純，廣東光華科 技股份有限公司； 硼砂，分析純，濟(jì)南飛揚(yáng)化工有限公司； 七水硫 酸 亞 鐵，分 析 純，天 津 市 百 世 化 工 有 限 公司。 

１．２ 主要設(shè)備及儀器 

傅里葉變換紅外光譜儀（ＦＴＩＲ），Ｎｉｃｏｌｅｔ－ＭＸ－１Ｅ， 日本 Ｎｉｃｏｌｅｔ公司； 真空干燥箱，ＤＺＦ－６０５０，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限 公司； 可見(jiàn)分光光度計(jì)，７２１，西安華辰樂(lè)天實(shí)驗(yàn)室設(shè)備 有限公司； Ｘ射線衍射儀（ＸＲＤ），Ｄ／ＭａｘⅡ－２５００ＶＢ２＋／ＰＣ， 日本理學(xué)公司。 

１．３ 樣品制備 

聚丙二醇雙酯（ＰＰＧＡＺＭＡ）的制備：分別將一定 量不 同 分 子 質(zhì) 量 的 ＰＰＧ 和 ＭＡ 放 入 三 口 燒 瓶 中， ６０ ℃下反應(yīng)１．５ｈ，得到ＰＰＧＡＺＭＡ 中間體，化學(xué)結(jié)構(gòu) 如圖１所示。

Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）共 聚 物 的 制 備：取 一 定 量的 ＰＰＧＡＺＭＡ，加 入 適 量 去 離 子 水 溶 解 后 加 入 到 裝有機(jī)械攪拌、冷 凝 管、恒 壓 滴 管 的 四 口 燒 瓶 中，開(kāi) 啟攪拌，用恒壓漏斗將 ＡＡ、ＳＳＳ（加 入 適 量 去 離 子 水 溶解）和引發(fā)劑過(guò) 硫 酸 鉀（單 體 總 質(zhì) 量 的 ０．８ ％，加入去離子水溶解）分 別 向 四 口 燒 瓶 中 緩 慢 滴 加 ２ｈ， 滴加溫度為７０ ℃，待滴加結(jié)束之后，８０ ℃下保溫反 應(yīng)１．５ｈ，即可得到 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）共聚物， 并通過(guò) ＦＴＩＲ 表 征 其 分 子 結(jié) 構(gòu)，其 合 成 路 線 如 圖 ２ 所示。

１．４ 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征 

阻碳酸鈣垢的性能實(shí)驗(yàn)：向錐形瓶中加入１０ ｍＬ 氯化鈣（１６．７ｇ／Ｌ）的標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后加入一定量的阻 垢劑溶液，混合均勻后，再向錐形瓶中加入硼砂緩沖溶 液搖勻，將溶液調(diào)至ｐＨ＝９；繼續(xù)向錐形瓶中緩慢加入 １０ｍＬ碳酸氫鈉（２５．２ｇ／Ｌ）的標(biāo)準(zhǔn)溶液，混合搖勻后封 口，將其浸入到８０ ℃水浴鍋，靜置１０ｈ，取出冷卻至室 溫后對(duì)試樣稱(chēng)重，并與恒溫前的質(zhì)量作對(duì)比，若質(zhì)量損 失等于或大于０．５ｇ時(shí)，須向瓶中加入蒸餾水彌補(bǔ)恒溫 期間的水分損失，同樣做空白實(shí)驗(yàn)；然后過(guò)濾，用移液 管移取２５ｍＬ濾。

２ 結(jié)果與討論

明 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）共聚物分 子鏈中具有封端的 ＰＰＧ 分子結(jié)構(gòu)，１７３２ｃｍ－１處為酯 基 ＣＯ 的振動(dòng)吸收峰，表明 ＰＰＧ 與 ＭＡ 已經(jīng)發(fā)生了 酯化反應(yīng)，１１７０ｃｍ－１處為苯乙烯磺酸鹽中 ＯＳＯ 的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰，并且苯環(huán)骨架中 ＣＣ 的振動(dòng) 峰出現(xiàn)在１６２０ｃｍ－１和１４５５ｃｍ－１處，說(shuō)明 ＳＳＳ參與 了共聚反應(yīng)。而且１６５０ｃｍ－１處附近的 ＣＣ特征峰 的消失，表明所有單體均參與了共聚反應(yīng)。隨著ＰＰＧ 相對(duì)分子質(zhì)量的增大， Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）對(duì)碳酸鈣的阻垢率呈現(xiàn)出先 增大后減小的趨勢(shì)，且在ＰＰＧ 相對(duì)分子質(zhì)量為８００時(shí)， 其阻垢效果最佳。這主要是由于，隨著 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰ－ ＧＡＺＭＡ）共聚物中 ＰＰＧ 相對(duì)分子質(zhì)量的增大，ＰＰＧ 分子結(jié)構(gòu)中—ＯＨ 的數(shù)量隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而 增多，ＰＰＧ 分子結(jié)構(gòu)中增多的—ＯＨ 就會(huì)繼續(xù)與過(guò)量 的 ＭＡ 發(fā)生酯化反應(yīng)，使得 ＰＰＧＡＺＭＡ 分子結(jié)構(gòu)中的酯基與羧基數(shù)目增多，最終導(dǎo)致 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺ－ ＭＡ）共聚物中酯基與羧基的數(shù)量增多，而酯基與羧基 對(duì)碳酸 鈣 垢 的 生 長(zhǎng) 具 有 優(yōu) 異 的 抑 制 作 用，所 以 隨 著 ＰＰＧ 相對(duì)分子質(zhì)量的增大，Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）共 聚物對(duì)碳酸鈣的阻垢效率總體上呈現(xiàn)出先增大的趨 勢(shì)；當(dāng) ＰＰＧ 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 繼 續(xù) 增 大 時(shí)，所 制 備 的 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）共聚物的親水性變差，不利于 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）阻垢劑在碳酸鈣垢表面均勻 分散，因此，二者共同作用的結(jié)果，使得 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰ－ ＧＡＺＭＡ）對(duì) 碳 酸 鈣 的 阻 垢 率 又 呈 現(xiàn) 出 逐 漸 減 小 的 趨勢(shì)。

３ 結(jié)論 

（１）Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）不僅具有良好的分散 性能，而且對(duì) ＣａＣＯ３具有良好的阻垢性能，在 ＰＰＧ 相 對(duì)分 子 質(zhì) 量 為 ８００，ｍ（ＰＰＧＡＺＭＡ） ∶ ｍ（ＡＡ） ∶ ｍ（ＳＳＳ） 為 １∶２∶１，且阻垢劑含量為３．５ｍｇ／Ｌ時(shí)，其阻碳酸鈣垢 的阻垢效率達(dá)到９５．１２ ％；在溶液ｐＨ 值為６～９的范 圍內(nèi)均 具 有 良 好 的 阻 垢 性 能，表 明 Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰ－ ＧＡＺＭＡ）是一種具有工業(yè)應(yīng)用前景的環(huán)保型阻垢劑； （２）Ｐ（ＡＡ－ＳＳＳ－ＰＰＧＡＺＭＡ）的加入，不僅能改變 碳酸鈣垢的晶型，而且還降低碳酸鈣垢的結(jié)晶度，抑制 碳酸鈣垢晶體的生長(zhǎng)，從而起到阻垢的作用。

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