膦系阻垢剂阻碳酸钙垢机理的研究

在模拟循环水中, 通过静态阻垢实验研究了HEDP, PBTCA, ATMP和EDTMP对碳酸钙的阻垢性能, 在相同的加药浓度下(按物质的量浓度计)阻垢性能的强弱顺序为HEDP＞PBTCA＞ATMP＞EDTMP; 同时采用分子动力学方法, 模拟计算了阻垢剂负二价离子与方解石(104), (102), (202)和(113)面的相互作用. 结果表明: 阻垢剂分子中的膦酸基团和羧酸基团与碳酸钙中的Ca^2＋形成的离子键对吸附起到了主要作用, 同时阻垢剂与晶面间存在较弱的范德华力相互作用. 阻垢剂与各晶面的结合能强弱顺序为(113)≥(102)≥(202)＞(104); 分子中的羟基易与垢晶面形成氢键而加强阻垢效果; 羧基的位置不同对阻垢作用的影响不同. 将静态阻垢的实验结果与分子动力学模拟结果进行了相关性分析, 发现阻垢剂在(104)面和(102)面上的吸附对阻垢作用的贡献较大.     

pH位移法评定阻垢剂的阻垢性能

介绍了一种评定阻垢剂性能的新方法，即在某一pH范围内，通过测定加入阻垢剂后Ca(HCO3）2过饱和溶液的起始PH与一定时间后的稳定PH之差，根据差值的变化评定阻垢的阻垢性能，通过与国内普遍采用的评定阻垢剂性能的方法－静态阻垢法和鼓泡法的比较，证明此法简便、快捷，重现性好，可信度高。     

羧酸聚合物对磷酸钙的阻垢作用和机理

采用静态阻垢法评定了膦酰基羧酸聚合物(POCA)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(T-225)、水解聚马来酸酐(HPMA)等四种羧酸类聚合物阻垢剂对磷酸钙的阻垢性能, 发现在加药量为25 mg/L时几种聚合物对磷酸钙垢的阻垢率分别为100%, 94.6%, 36.2%和30.2%. 采用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了四种聚合物与磷酸钙晶体的(110)晶面的相互作用结合能、非键作用能等参数. 结果表明: 聚羧酸与(110)晶面结合能以及非键作用能的大小排序为POCA＞T-225＞HPMA＞PAA, 结合能以及非键作用能越大, 说明聚合物与垢晶体的结合越紧密, 抑制性能越好; 因此它们对磷酸钙阻垢能力大小排序为POCA＞T-225＞HPMA＞PAA. 该理论计算与实验室静态阻垢评定结论一致. 通过对超分子对关联函数的分析, 发现POCA和T-225聚合物中羰基O原子与晶面上Ca^2＋之间形成了较弱的离子键, 但强度远比非键作用小, 非键作用主要由库仑作用和范德华作用力提供, 且库仑作用的贡献更大. 据此合成了马来酸酐-苯乙烯磺酸钠-丙烯酸羟丙酯(MA-SS-HPA)以及苯乙烯磺酸钠-丙烯酸羟丙酯-亚磷酸(MA-SS-H₃PO₃)共聚物, 加药量为18 mg/L时对磷酸钙垢的阻垢率分别为94.2%和100%, 性能优于POCA.     

电导法评定阻垢剂的阻垢性能

介绍了一种评价阻垢剂阻垢性能的新方法。这种方法基于溶液电导率的测定原理，是通过在加入阻垢剂和不加阻垢剂的特定水环境下测定各种成垢化合物的过饱和度来实现。此法能对各种阻垢剂的阻垢性能进行良好的区分。通过与评定阻垢剂性能的国家标准——鼓泡法的比较，证明此法简便、快捷、重现性好，可信度高。     

膦酰基羧酸调聚物对硫酸钙的阻垢机理

静态阻垢法试验表明,膦酰基羧酸聚合物(POCA)对硫酸钙垢沉积具有优异的抑制作用,当加药量为5mg/L时阻垢率达到100%,投加POCA前后硫酸钙表观形貌的变化的扫描电镜分析证实,POCA对垢晶体具有强烈的扭曲畸变作用,随着加药浓度的提高,POCA对晶面的畸变作用增强.采用分子动力学(MD)模拟,计算了POCA与硫酸钙晶体的最主要生长面(020)和主要生长面(010)晶面的相互作用,对体系各种相互作用的分析表明,POCA在与硫酸钙晶体结合过程中其结合能远大于常规吸附能,使其容易占据晶体的活性生长点而使品格发生畸变 POCA对(020)晶面的作用比对(010)晶面的强 超分子体系的作用能主要由库仑作用提供.     

多氨基多醚基亚甲基膦酸的合成及其阻垢机理的MD模拟

以端氨基聚醚、亚磷酸、甲醛、浓盐酸等为原料合成了新型水处理剂多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP), 并通过红外、核磁等手段对产品进行了表征. 采用分子动力学(MD)模拟退火方法, 研究了周期性边界条件下PAPEMP与方解石晶体的相互作用, 探讨了该相互作用的本质, 并初步阐释了PAPEMP的阻垢机理. 结果发现, PAPEMP分子(n＝1～8)与方解石 晶面的结合能强弱排序依次为(按聚合度) 5＞6＞4＞3＞8＞2＞7＞1. 对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明, 超分子体系的结合能主要由库仑作用(包括离子键)提供, 并含少量氢键成分; van der Waals作用为正值, 不利于结合体系的形成. 能量分析表明, 与方解石晶面结合的PAPEMP (n＝1～8)分子均发生了明显的扭曲变形.     

绿色阻垢剂聚天冬氨酸阻垢性能的实验研究

采用静态与动态实验方法,对聚天冬氨酸的阻垢性能进行了实验研究．静态实验研究表明,在溶液低于60℃的情况下,聚天冬氨酸具有优良的阻垢性能,硬度为600mg／L的溶液添加3mg／L聚天冬氨酸,阻垢率即可超过90％．在800mg／L硬度的情况下,在溶液温度30℃时添加6mg／L聚天冬氨酸,在溶液温度60℃时添加12mg／L聚天冬氨酸,阻垢率均可达到90％以上．CaCO3晶体的扫描电子显微镜结果表明,加入阻垢剂使CaCO3由质地坚硬的柱状晶体转变为松软的不定型体,容易被水冲走而不是沉积在换热表面．动态实验研究表明,成垢溶液添加阻垢剂之后,污垢热阻明显减小,换热表面基本不结垢．     

烃基氨基二甲撑基膦酸的合成及其阻垢和缓蚀性能研究

烃基氨基二甲撑基膦酸的合成及其阻垢和缓蚀性能研究朱传方，李中华，孙亚杰（华中师范大学化学系武汉４３００７０）（黑龙江农垦师专化学系哈尔滨）烃基氨基磷酸由于具有类似ＥＤＴＡ、ＮＴＰ（－ＣＨ＿２ＣＯＯＨ）的螫合结构，因而被广泛地用于对金属的缓蚀￣［１］、...     

聚天冬氨酸在制糖中的阻垢性能研究

制糖生产过程在加热器和蒸发罐中有大量的积垢生成,亚硫酸法制糖的积垢尤其严重[1].解决积垢问题成为制糖工业的迫切的课题[2].目前,国内外糖厂大多在使用阻垢剂来减缓蒸发罐的结垢,印度、危地马拉、阿根廷等国的一些糖厂使用一种名为Busperse 49的防垢剂,国内甜菜糖厂也逐渐应用添加阻垢剂的技术,如黑龙江省和平糖厂使用8501防垢剂,然而,这些阻垢剂价格较高,使用量较大,使用效果也有待提高[3].     

一种氨烷基膦酸型水处理剂的合成及缓蚀阻垢性能的研究

介绍了一种氨烷基膦酸型水处理剂二甲基氨基甲叉二膦酸(DMAMDP)的合成方法,并进行了缓蚀阻垢性能的研究。结果表明,DMAMDP在阻碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙和稳定锌等方面,以及缓蚀性能均优于常用有机膦酸水处理剂HEDP和ATMP。     

聚环氧琥珀酸及丙烯酸共聚物阻垢机理的分子动力学模拟

用分子动力学方法,模拟计算了聚环氧琥珀酸( PESA)和丙烯酸共聚物[P（AA-co-MA）]、[P(AA-co-HPA)]及[P(AA-co-MAE)]4种聚合物阻垢剂与方解石晶体(104)晶面、(1 (1) 0)晶面的相互作用.结果表明,聚合物与方解石两晶面结合能的大小排序均为PESA＞[P(AA-co-MA)]＞...     

环保型阻垢剂对水垢的抑制及其相互作用模拟

为解决聚天冬氨酸(PASP)在高钙离子质量浓度下阻垢效果不佳及分散氧化铁效果差的问题,通过对中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)开环改性将酪氨酸(Tyr)接枝到PASP的侧链,合成了具有羧基、氨基、酰胺基、酚羟基等多种功能性官能团的环保型阻垢剂——酪氨酸/聚天冬氨酸共聚物(Tyr-PASP)。 静态阻垢实验表明Tyr-PASP对水垢的抑制能力明显优于PASP。 当n(Tyr):n(PSI)=1:1时,Tyr-PASP对CaCO₃表现出最佳的抑制效果,且质量浓度为4 mg/L时阻垢效率达到了100%,在5 mg/L时,对CaSO₄的抑制效率也达到100%。 添加Tyr-PASP后,水垢晶形从稳定的方解石和文石变成了不稳定的球霰石,形貌也变得松散。 分子动力学模拟表明,Tyr-PASP和方解石之间的相互作用是放热的,并且远高于传统的吸附能,静电力在Tyr/PASP和方解石之间的结合中起主要作用。 此外,Tyr-PASP对氧化铁的分散效果显著提高。     

阻垢剂阻BaSO4垢性能的电导滴定评价法

采用一种基于电导滴定原理的评价方法,通过测定电导滴定过程中不同阻垢剂在相同浓度下所能维持的BaSO4的最大相对过饱和度来评价阻垢性能。实验对阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)、二亚乙基三胺五亚甲基膦(DEPTMP)、六偏磷酯钠(SHMP)阻BaSO4垢的性能分别采用了电导滴定法及静态阻垢法进行测定并比较。电导滴定法对阻垢剂阻BaSO4垢性能的测试结果表明,阻垢剂PESA、PASP、DTPMP和SHMP对BaSO4垢的阻垢能力大小为:PESA>PASP>DEPTMP>SHMP,这与静态阻垢法的实验结果一致,表明电导滴定法与静态阻垢法对阻垢剂阻BaSO4垢的评价结果具有一致性,电导滴定法评价阻垢剂对BaSO4垢的阻垢性能具有快速、简单、易行的优点。而且实验表明,电导滴定法的RSD为0.020,而静态阻垢法为0.069,说明电导滴定法的重现性优于静态阻垢法。该法还可用于评价阻垢剂对BaSO4垢的协同阻垢效应。     

改性腐植酸-膦基丙烯酸阻垢缓蚀剂的制备及性能研究

采用溶液共混技术，制备了季铵化腐植酸(QHA)和膦基丙烯酸/马来酸酐共聚物(ZPS)的共混物(QHA／ZPS)，与QHA和ZPS对比分析表明，QHA／ZPS共混物具有更好的阻垢、缓蚀能力，有良好的灭藻作用。当QHA／ZPS质量比为2-3：1时，共混物的阻垢作用表现出明显的协同效应。其综合性能决定了QHZ/ZPS是一种很有发展前景的多功能水处理剂。     

阻垢剂的性能及其协同效应

阻垢剂的性能及其协同效应路长青，韩应琳，马迎军，赵任辉，刁月民（南京化工大学应用化学系南京２１０００９）关键词有机膦酸，共聚物，阻垢剂，协同效应有机膦酸和某些共聚物是目前使用最广泛的两类冷却水阻垢剂。有机膦酸对许多金属离子，如钙、镁、铁和锌等具有优异...     

几种羧酸聚合物阻垢剂阻垢作用的匹配模型

实验室采用静态阻垢法评定了水解聚马来酸酐(HPMA)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(T-225)、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物(AA-AMPS)以及膦酰基羧酸调聚物(POCA)对碳酸钙和硫酸钙的阻垢性能,发现对碳酸钙的阻垢作用依次为HPMA>PAA,T-225>POCA,AA-AMPS。对于CaSO4的阻垢,POCA和AA-AMPS在低浓度时就表现出良好的抑制作用,性能最好,其次是T-225,当加药量大于10mg/L后HPMA的性能与T-225相当,PAA的性能相对稍差。通过半经验PM3方法计算了这几种聚合物的构型及相关参数,发现聚合物中某些功能基团的空间距离与垢晶面阳离子间距相匹配,与垢晶面阳离子间距相匹配的功能基团数目的不同,显示出阻垢性能的差异。理论计算结果与实验结果一致。     

聚环氧琥珀酸钠的合成及阻垢性能

聚环氧琥珀酸钠是一种无磷无氮和生物降解性好的兼有阻垢缓蚀双重功能的水处理药剂^[1,2],90年代初美国就开发了这种药剂^[2,4]日本及其它国家也相继开始对聚环氧琥珀酸钠及其衍生物进行了研究^[5],在我国,熊蓉春等^[6]也在这方面进行了初步研究,他们以马来酸酐 为原料一步法合成聚环氧琥珀酸钠,实际操作 中马来酸的环化过程反应较剧烈,使得反应条件很难控制,重复,因此不能准确确定影响产品质量的主要因素,本将环氧琥珀酸钠以Ca(OH)2为引发剂进行聚合,对反应中影响聚环氧琥珀酸钠阻垢性能的因素如引发剂用量,加入次数和反应时间进行了考察,得到了最佳反应条件。     

聚天冬氨酸与木质素磺酸钠复配物对碳酸钙阻垢性能的研究

通过静态阻垢法研究了国产聚天冬氨酸(PASP)、木质素磺酸钠(SLS)添加量对碳酸钙的阻垢性能.结果表明:PASP在5.0mg/L时阻垢率接近100%,SLS达300mg/L以上时阻垢率趋于平缓,浓度为600mg/L时,其阻垢率仍不足70%.PASP与SLS复合配方及在不同影响因素条件下阻垢性能的研究表明:复合配方(PASP 2.0mg/L SLS 5.0mg/L)的阻垢率接近100%,且适用于高钙、高pH值、高温的水系统中,并可在水系统中长时间停留.     

聚天冬氨酸-2-甲氧基苯氧基乙胺的合成及阻垢性能研究

环境友好型水处理剂是目前水处理剂研究的热点方向。以2-甲氧基苯氧基乙胺在水溶液中对聚琥珀酰亚胺(PSI)进行开环聚合制备了一种新型绿色高效的水处理剂聚天冬氨酸-2-甲氧基苯氧基乙胺聚合物(PASP-MPEA),利用红外光谱和核磁共振对其进行了表征。采用静态阻垢法评价了PASP-MPEA的阻垢性能。结果表明,该聚合物的阻垢性能较PASP显著提高,浓度为10 mg/L时,阻CaCO₃垢效率较PASP提高35%;4 mg/L时,阻CaSO₄垢效率接近100%。基于量子化学计算研究可知,其阻垢机理是该聚合物中富裕的电子给予体能与Ca²⁺络合,大大降低Ca²⁺与CO₃^2-和SO₄^2-等阴离子结合的几率,从而显示优异的阻垢性能。     

1-氨基乙叉1,1-二膦酸的合成及其阻垢和缓蚀性能

有机多膦酸是一类多齿配体的螯合剂,能与许多金属离子形成稳定的配合物,70年代国内合成了1-羟基乙叉1,1-二膦酸(HEDP),并已应用于水质稳定,金属缓蚀和无氰电镀。Lukevico 用甲腈、三溴化磷和醋酸合成了1-氨基乙叉1,1-二膦酸 CH_3C(NH_2)(P(O)(OH)_2]_2(AEDP)后,又有人用醋酰胺、醋酸酐、亚磷酸或醋酸铵、醋酸酐、亚磷酸以及醋酸铵、醋酰胺、三氧化二磷(P_4O_6)为原料进行了合成,本文报导用尿素、冰醋酸、三氯化磷合成 AEDP 及其阻垢和缓蚀性能.