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本文研究了含磺酸基聚合物阻垢剂的合成及其阻垢性能和综合性能,探讨了合成条件和介质条件对聚合物阻垢性能的影响。用红外光谱法(IR)和热分析法(TG,DTA)对聚合物进行了表征和测定。 以水为溶剂、过硫酸盐为引发剂,以马来酸酐(MA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,通过溶液聚合方法,合成了聚合物阻垢剂MA-SAS、MA-SAS-AM和AA-SAS。考察了单体配比、引发剂用量、反应体系pH值、聚合温度和时间、分子量调节剂对聚合物合成及其阻垢性能的影响。 合成试验结果表明,MA-SAS阻垢剂的合成工艺为:n(MA):n(SAS)=1:1,引发剂用量占单体总质量浓度为10~15%,体系pH=4.0~4.5,反应温度75~80℃,反应时间4~5h;MA-SAS-AM阻垢剂的合成工艺为:反应体系pH=4.0~5.0,单体配比n(MA):n(SAS):n(AM)=1:1:0.5~0.6,引发剂占单体总质量百分数9~12%,反应温度75~85℃,分子量调节剂占单体总质量百分数2.0~5.0%,反应时间为5h;AA-SAS阻垢剂的合成工艺为:n(AA):n(SAS)=3:1~4:1,引发剂用量占单体总质量的百分数为6~8%,85~90℃反应5h。聚合物对垢物的抑制效果表明,MA-SAS对碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙和锌盐垢均具有良好的阻垢效果。MA-SAS-AM阻碳酸钙垢率低,当用量为16mg/L时最大阻垢率为55.7%;对硫酸钙和磷酸钙有优异的阻垢性能,当用量为4mg/L时对硫酸钙的阻垢率90.0%,12mg/L时对磷酸钙的阻垢率可达95.7%;对锌盐有稳定作用,并具有良好的分散氧化铁性能。 介质条件如聚合物浓度、溶液pH值、钙离子浓度、溶液温度对聚合物阻垢性能的试验结果表明,适当增加聚合物加入量、降低钙离子浓度、介质pH 值和温度,能提高聚合物的阻垢性能。MAEAS适用于中等硬度(钙浓度 160-240m洲、自碱性 OH=8*-9*)和中等温度(60-70℃)的水系统中; MASAS-AM在高pH值(.5叫刀)和中等硬度(钙浓度150-250m洲的介质中 对磷酸钙仍具有良好的阻垢效果。聚合物对磷酸钙和锌盐的阻垢作用均具有一 阈值效应。在皿谱图上均可以找到聚合物的特性基团如梭基、磺酸基和酞胺 基吸收峰,TG和DTA分析表明聚合物具有良好的耐热性能。