摘要：以水為溶劑，元共研究采用過氧化物一次磷酸鹽為引發(fā)體系，聚物用馬來酸本刊酐(MA)，成及2-丙烯酞胺-2-甲基丙碳酸(AMPS)，緩蝕丙烯酸(AA)為單體在水相中合成了MA－AMPS－AA－POCA共聚物。阻垢試驗(yàn)表明該共聚物適于pH小于9的元共研究水質(zhì)。在文中所述試驗(yàn)條件下，聚物當(dāng)共聚物的成及用量分別達(dá)到35mg/L和50mg/L，緩蝕率和阻垢率均達(dá)到95％。緩蝕

關(guān)鍵詞：共聚物 緩蝕劑 阻垢劑

Study on the Polymerization and Corrosion and Scale Inhibition Behaviours of a Tetra-Copolymer

　　Abstract: A copolymer called MA-AMPS-AA-POCA was prepared from MA(maleic anhydride), APMS(2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid),and AA(Acrylic acid )in Water phase by using peroxide-hypophosphite as initiator. The tests with the copolymer as inhibitor show that the average corrosion and scale inhibition efficiency achieves 95% when copolymer dose in 30mg/L and 50 mg/L respectively at pH＜9 and other conditions mentioned in this paper.

　　Key words:copolymer;polymerization; corrosion inhibitor; scale inhibitor

　　磺酸共聚物因?qū)α姿徕}垢有良好抑制作用，阻垢能有效分散金屬氧化物且能穩(wěn)定鋅和有機(jī)磷酸等優(yōu)點(diǎn)[1]，元共研究得到了迅速發(fā)展。聚物而膦酸基團(tuán)又具有很好的成及緩蝕性能。本文以馬來酸酐(MA)，緩蝕2-丙烯酸胺-2-甲基丙碳酸(AMPS)，阻垢丙烯酸(AA)等為單體合成了一種新型四元緩蝕阻垢共聚物(MA－AMPS－AA－POCA)，并探討了該共聚物的緩蝕阻垢性能，考察了水質(zhì)條件變化以及水中常見離子對其性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原科
　　馬來酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、次磷酸二氫鈉(NaH2PO2·2H2O)為化學(xué)純；AMPS為工業(yè)品；CaCl₂、FeSO₄·7H₂O、NaHCO₃、EDTA等均為分析純。
1.2 MA-AMPS-AA-POCA的合成
　　在裝有冷凝器、溫度計(jì)、滴液漏斗和電子恒溫恒速攪拌器的四頸燒瓶中加入一定量的馬來酸酐、引發(fā)劑，再加入丙烯酸、AMPS等控溫反應(yīng)2－4h，然后再保溫2－3h，得到淺黃色透明共聚物。
1.3 靜態(tài)阻垢性能測定
1.3.1 靜態(tài)阻碳酸鈣垢實(shí)驗(yàn)
　　試驗(yàn)溫度為80℃，濃縮倍數(shù)1.5，試驗(yàn)水質(zhì)為：pH為9，Ca²⁺(以CaCO₃計(jì))250mg/L，HCO^3-(以Ca-CO₃計(jì))250mg/L，恒溫10h。
1.3.2 靜態(tài)阻磷酸鈣實(shí)驗(yàn)
　　試驗(yàn)溫度為80℃，試驗(yàn)水質(zhì)為：PH為9，Ca²⁺(以CaCO₃計(jì))250mg/L，PO₄^3-5mg/L，不濃縮，恒溫10h。
1.4 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)
　　試驗(yàn)溫度為50±1℃，轉(zhuǎn)速75r/min膿縮倍數(shù)1.5倍，水質(zhì)條件為Cl-100m/L，HCO^3-100mg/L，SO₄^2-100mg/L。試片材質(zhì)為20＃碳鋼(GB699－65)。

2 共聚物性能的綜合評價(jià)

2.1 共聚物用量
　　共聚物用量對緩蝕阻垢效果影響見圖1，圖2。

　　從圖1和圖2可以看出，阻垢率和緩蝕率都是隨著共聚物用量增大而增大，當(dāng)共聚物用量達(dá)到35mg/L后，緩蝕效果就已經(jīng)非常好，緩蝕率能達(dá)到95％，當(dāng)達(dá)到50mg/L后，阻垢性能已經(jīng)非常好，阻垢率能達(dá)到95％。
2.2 pH值對阻垢率的影響
　　工業(yè)冷卻水處理中,pH值對水質(zhì)穩(wěn)定劑的緩蝕阻垢性能有很大影響。圖3表示在配制水中隨著pH值的提高，阻垢率隨之降低。當(dāng)pH值小于9.0時(shí)阻垢率較好。但當(dāng)pH值為9.5時(shí)阻垢率大幅度降低。說明pH值為9.0時(shí)，是一個(gè)臨界點(diǎn)，即該共聚物適用于pH值小于9.0的水質(zhì)體系。

　　圖4表示在配制水中該共聚物與鋅鹽復(fù)配后對碳鋼的緩蝕率與pH值的關(guān)系。當(dāng)pH為4－6時(shí)，緩蝕率迅速上升,pH值在6－10范圍內(nèi)時(shí)，該共聚物顯示出良好的抑制腐蝕作用，避免了介質(zhì)pH值在9左右時(shí)，鋅鹽易于從溶液中沉積出來，導(dǎo)致腐蝕增強(qiáng)^[2]。

　　圖3和圖4表明該共聚物適用于堿性水處理體系。
2.3 鈣硬和堿度的影響
2.3.1 鈣硬對阻垢率的影響
　　從圖5的4組數(shù)據(jù)可以得出：共聚物的阻垢率隨著鈣硬的增加而降低。但Ca²⁺濃度即便為400mg/L，當(dāng)共聚物投加量為50mg/L時(shí)，仍有很好的阻垢性能，表明該共聚物能適用于高硬水質(zhì)。

　　從圖6的4組數(shù)據(jù)可以得出：共聚物的阻垢率隨著堿度的增加而降低，且下降的趨勢比鈣硬的影響要明顯，說明在試驗(yàn)范圍內(nèi)堿度對阻垢性能的影響比鈣硬大。

2.4 水中常見離子對緩蝕性能的影響
2.4.1 鈣離子的影響
　　鈣離子對緩蝕性能的影響見圖7。

　　由實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以看出，當(dāng)水中沒有鈣離子或者鈣離子濃度偏低時(shí)，緩蝕效果較差，只有在鈣離子濃度提高到大于20mg/L時(shí)，才能獲得較好的緩蝕效果，表明該藥劑體系與鈣離子之間存在緩蝕協(xié)同效應(yīng)。