含磷类聚合物阻垢剂课件

1、阻垢剂简介B环工061（30-34）一、阻垢剂的定义 阻垢剂主要是指能够防止水垢和污垢产生或抑制其沉积生长的化学类试剂,是工业水处理中必不可少的元素, 可以用来延长设备寿命并保证设备安全运行。 二、阻垢剂的阻垢机理 1、螯合增溶作用 2、凝聚与分散作用 3、静电斥力作用 4、晶体畸变作用 说明：以上几种机理表示出目前人们对阻垢作用的认识水平,由于它们都带有不同程度的推测,因而人们在对具体结垢问题的分析时,往往将阻垢作用归结为多种机理的复合作用,这反映当前人们对阻垢机理的认识还相当笼统。 三、阻垢剂的分类 阻垢剂的种类丰富,按照阻垢剂的发展历程及起主要作用的官能团,大致可以将其分为天然聚合物阻垢

2、剂、含磷类聚合物阻垢剂、共聚合物阻垢剂、绿色新型聚合物阻垢剂。 1、天然聚合物阻垢剂：包括单宁、纤维素、淀粉、木质素、壳聚糖和腐植酸钠等天然有机高分子化合物。 2、含磷类聚合物阻垢剂：包括无机含磷聚合物阻垢剂、复合磷酸盐、有机磷酸盐和其它低磷或无磷药剂等。 3、共聚物阻垢剂：包括丙烯酸类共聚物、磺酸类共聚物马来酸酐类共聚物和烷基环氧羧酸盐等。 4、绿色新型聚合物阻垢剂：包括聚环氧琥珀酸( PESA)和聚天冬氨酸( PASP)。四、阻垢剂的现状 阻垢剂的发展经历了从最初的天然有机物到无机聚磷酸盐,直至现在的全有机配方聚合物的过程。随着全球环境问题的日益严重,要求阻垢剂向无毒害的无磷、低磷新型高效

3、的环境友好型“绿色阻垢剂”的方向发展。目前国内外出现的新型绿色聚合物阻垢剂主要有聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸。五、“绿色阻垢剂”介绍1、聚天冬氨酸（PASP） 被誉为更新换代的绿色阻垢剂聚天冬氨酸，是受了动物代谢过程启发而合成成功的一种生物高分子。其原料天冬氨酸可从自然界提取，它的制造过程是绿色的，可生物降解，还可同时起到缓蚀剂和阻垢剂功能，也可用于海水淡化和反渗透制水的阻垢剂，是一种很有发展前景的生物高分子材料。PASP 类水处理剂因具有优良的生物可降解性和较高的阻垢性能，被认为是一种真正的绿色阻垢剂。1.1 PASP 的合成 聚天冬氨酸的合成目前主要有以天冬氨酸为原料的热缩合法和以马来酸或马来

4、酸酐为原料的合成法两种工艺技术。结构式一般有两种构型（如图1 所示），分子量一般为3000-10000，呈浅色粉末状。在碱性条件（pH = 10-12）下容易水解得到聚天冬氨酸盐。聚天冬氨酸（PASP）的构型1.2 PASP 的阻垢缓蚀性能 PASP 可应用于高钙离子浓度、高温和pH 值较高的水系统。PASP 对磷酸钙、硫酸钙等也有优异的阻垢性能，也可作为缓蚀剂用于解决油田中的CO2 腐蚀问题。另外，PASP 抑制氧化铁沉积的能力也较好。1.3 PASP 生物降解性 PASP 对环境没有毒性，而且能全部生物降解成无毒性的化学品，具有优良的生物降解性能。研究表明，将PASP调节pH 值为8-9，

5、在250的活性泥中，28 d 后降解83%，微生物降解后释放出的CO2 量不低于参比的葡萄糖。1.4 PASP 的经济性 作为水处理的新型绿色化学品，PASP 是一种从原料、制备过程到最终产品均对人体和环境无害的易生物降解的水处理药剂。但是，PASP 的价格较一般的水处理剂高，这影响了其应用围。为了提高与其他阻垢剂的竞争能力，可将其与其他环境友好的阻垢剂复配使用，以提高PASP 性能。 2 、聚环氧琥珀酸（PESA） 聚环氧瑚珀酸，最早在20 世纪90 年代初由美国Betz实验室首先开发，是一种无磷、非氮并具有良好生物降解性的绿色阻垢剂，具有很强的抗碱性，在高钙、高硬度水中，其阻垢性能明显优于

6、常用的有机膦酸类。一般说来，具有最佳阻垢效果的PESA 产品的分子量范围为400-800。2.1 PESA 的合成 目前聚环氧琥珀酸的合成大多采用以环氧琥珀酸为原料的一步合成法或采用以马来酸酐等为原料的多步合成法。聚环氧琥珀酸（PESA）的结构式2.2 PESA 阻垢缓蚀性能 国内外对于PESA 阻垢缓蚀性能研究较多，基本认为PESA 阻CaCO3、BaSO4、SrSO4、CaF2 垢的性能优越，但PESA 对Ca3(PO4)2、CaSO4、锌垢的阻垢效果较差。2.3 PESA 生物降解性 有关专家对PESA 进行的可生物降解性研究表明，PESA 在降解前需要一个短期的驯化时间，随后生物降解过程进行得十分迅速，且CO2 产生量与时间基本上呈线性关系，具有良好的可生物降解性六、阻垢剂的市场展望 随着人们对环保意识的加强,绿色阻垢剂的开发必将