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阻垢分散劑
在含溶解度較小的無(wú)機(jī)鹽的過(guò)飽和水溶液中，阻垢劑是通過(guò)防止生成晶核或臨界晶核、阻止或干擾晶體生長(zhǎng)、分散晶體微粒等方式，實(shí)現(xiàn)阻止無(wú)機(jī)鹽垢的生成以降低其對(duì)傳熱影響的。在水處理中常用的阻垢劑有：螯合分散劑 、有機(jī)膦酸類阻垢分散劑、水溶性聚事物類阻垢分散劑、天然有機(jī)化合物等類型，其中，把對(duì)水固體微粒具有較好分散性能的水溶液性聚合物（含天然高分子化合物）等稱為阻垢分散劑，它們是眾多類型阻垢劑中最重要的，也是應(yīng)用最廣泛的品種。
作為阻垢分散劑的水溶性聚合物，按其在水中離解的離子類型可分為陰離子、非離子和陽(yáng)離子三大類，目前應(yīng)用較多的是陰離子型聚合物；按聚合物的結(jié)構(gòu)類型可分為均聚物、二元共聚物、多元共聚物等；按聚合物官能團(tuán)性質(zhì)可分為聚羧酸及其鹽類、含磺酸基團(tuán)的聚合物、含磷共聚物、含氮共聚物等。
一些天然有機(jī)物質(zhì)如木質(zhì)素，磺化木質(zhì)素、丹寧、磺化丹寧酸、淀粉、改性淀粉和羧甲基纖維素等分子結(jié)構(gòu)中分別含有多羧基、醛基、羧基，因而都具有分散劑的作用，可用來(lái)抑制水垢的形成。下面來(lái)簡(jiǎn)單介紹一個(gè)幾種天然高分子化合物：
葡萄糖酸鈉是一種多差勁基羧酸型的緩蝕阻垢劑，它對(duì)鐵離子、銅離子、鈣離子有極好的絡(luò)合能力，對(duì)很多鹽也有很好的活性作用，因此它既能阻垢也能緩蝕，作為水處理劑使用時(shí)，表面出優(yōu)異的特性。它還有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是葡萄糖酸鈉可以和許多緩蝕劑配合而呈現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)；二是在一定溫度范圍內(nèi)其緩蝕率隨溫度升高而增加，三是無(wú)環(huán)境危害，價(jià)格低廉。木質(zhì)素是一種無(wú)定形的芳香族聚合物，有極強(qiáng)的活性。它是一種分散劑和螯合劉，同時(shí)也是一種緩蝕劑。天然單寧是從植物的皮部、木質(zhì)部、葉、要部或果實(shí)中提取的，單寧是一類含有許多酚羥而聚合度不同，并包括一些單體的混合物總稱。單寧即是分散劑、螯合劑，又是一種緩蝕劑。
天然分散劑的缺點(diǎn)是高溫高壓下易分解，且用量大。但由于它們廉價(jià)、易得、無(wú)毒、無(wú)害、易降解，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，又兼具有阻垢、殺菌之效能，因而也具有競(jìng)爭(zhēng)力。
水溶性共聚物在作為工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的阻垢緩蝕劑使用中發(fā)揮著重要作用。這些水溶性聚合物及水溶性共聚物的阻垢分散能力與其大分子的結(jié)構(gòu)和大分子的相對(duì)分子質(zhì)量有著密切關(guān)系，因此，將聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量控制在一定范圍內(nèi)，是獲得高性能產(chǎn)物的主要方法。
聚羧酸對(duì)碳酸鈣等水垢具有較好的阻垢作用，同時(shí)也有臨界值效應(yīng)，因此藥劑使用量也是極微少的。此外，聚丙烯酸等聚合電解質(zhì)還能對(duì)一些無(wú)定形不溶性物質(zhì)起到分散作用，如泥土、粉塵、腐蝕產(chǎn)物和生物碎屑等污物，便其不聚集，在水中呈分散懸浮狀態(tài)，可被水流帶走，而聚磷酸鹽和膦酸鹽則只能對(duì)碳酸鈣等結(jié)晶狀化合物產(chǎn)生阻垢影響。
常用的聚羧酸有：聚丙烯酸是由丙烯酸單體在異丙醇調(diào)節(jié)劑作用下以過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑聚合而成的，也可由丙烯酯水解生成丙烯酸再聚合而成，作為水處理藥劑，相對(duì)分子質(zhì)量一般選擇在2000-10000范圍內(nèi)較好。用于海水、含鹽的井水及水溫較高時(shí)，相對(duì)分子量選擇較高。
聚丙烯酸除有良好的阻垢性能外，還能對(duì)泥圭、粉塵和腐蝕產(chǎn)物以及生物碎屑等起分散作用。因此，現(xiàn)在使用的復(fù)合水處理藥劑中常加有聚丙烯酸。
丙烯酸與丙烯酸羥丙酯共聚物代號(hào)為T(mén)-225，是由丙烯酸與丙烯酸羥丙酯共聚而成。它對(duì)碳酸鈣阻垢效果不如有機(jī)膦酸和聚丙烯酸類阻垢分散劑，但對(duì)磷酸鈣、磷酸鋅、氫氧化鋅，水合氧化鐵等有非常好的抑制和分散作用。因此用T-225代替聚丙烯酸，與聚羧酸鹽等復(fù)配可以收到顯著的緩蝕和阻垢效果。
丙烯酸與丙烯酸酯共聚物是由丙烯酸與丙烯酸酯兩種單體共聚而成，美國(guó)Naloc公司的N-7139就是這個(gè)產(chǎn)品，它對(duì)碳酸鈣的氫氧化鋅有良好的抑制和分散作用，常與聚磷酸鹽、磷酸酯和鋅鹽等藥劑復(fù)配使用。
水解聚馬來(lái)酸酐英文名稱Hydrolyzed polymaleic anhydride,簡(jiǎn)稱HPMA.分子結(jié)果中羧基數(shù)目較多，易和水中的鈣離子、鎂離子等金屬離子螯合，具有優(yōu)良的聊勝于無(wú)的性能。水解聚馬來(lái)酸酐由于分子結(jié)構(gòu)中羧基數(shù)比聚丙烯酸和聚丙基丙烯酸我，因而阻垢性能也比它們好，而且熱穩(wěn)定性好，350℃以上才會(huì)發(fā)生分解。所以水解聚馬來(lái)酸酐能在較高溫度下保持良好的阻垢性能。因此在海水淡化的閃蒸裝置中和低壓鍋爐。蒸汽機(jī)車上得到廣泛應(yīng)用。但因其體系比其他藥劑貴，在循環(huán)冷卻水處理中除特殊情況外，很少采用。
馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物阻垢性能與水解聚馬來(lái)酸酐相似，又具有較高的耐溫性，但價(jià)格低，用來(lái)代替水解聚馬來(lái)酸酐，并可獲得同樣的效果。
膦磺酸共聚物在有機(jī)膦酸分子中引入碘酸基軒，充分利用了膦酸基對(duì)碳酸鈣螯合能力強(qiáng)。磺酸基團(tuán)對(duì)鐵、鋅、磷酸鈣螯合能力強(qiáng)，親水性能好的特性，改善了有機(jī)膦酸的不足之外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DPAMS（二亞甲基膦酸氨基甲碘酸）有阻碳酸鈣垢、磷酸下垢，穩(wěn)定鋅和分散氧化鐵等方面優(yōu)于有機(jī)磷酸ATMP，與碘酸共聚物相比，除了阻碳酸鈣性能稍差外，其他均優(yōu)于磺酸共聚物。
參考資料:阻垢分散劑 緩蝕阻垢劑 馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物 聚丙烯酸 聚丙烯酸鈉 PAAS 水處理劑 水處理藥劑
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