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  • 配方分析:一款阻垢剂产品成分检测

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  • 对应法规:复鑫分析
    CNAS认可项目:是
  • 一 背景
           在工业生产中,循环冷却水的用量巨大,工业使用的冷却水系统在长期循环使用过程中,随着冷却水浓缩倍数的增加,无机离子、菌类等开始富集,将不可避免的产生水垢、锈垢以及腐蚀,使热效率成数量级下降,导致浪费大量能源,大大降低整个系统的使用寿命,造成很多不必要的损失,因此对工业循环水进行水处理变得十分重要,在工业循环水处理过程中,大多采用加投化学药剂的方法控制结垢和腐蚀,能够防止水垢和污垢产生或抑制其沉积生长的化学药剂一般都将成为阻垢剂。
    二 定义
           阻垢剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能,并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。
    三 分类
           按阻垢剂的来源分为:天然高分子阻垢剂、合成高分子阻垢剂;按分子的结构来分为:均聚物阻垢剂、共聚物阻垢剂(含磷类、聚羧酸类、磺酸类)。
    3.1天然高分子阻垢剂
            单宁是一类含有很多酚羟基而聚合度不同的物质,能与Ca2+、Mg2+等形成溶解度较大的螯合物,对CaCO3和CaSO4都有较好的稳定作用。淀粉和纤维素都属于碳水化合物中的多聚糖类高分子化合物,由于分子中含有大量的羟基,对Ca2+、Mg2+等有抑制作用。木质素是一种芳香型化合物,能与金属离子形成木质素的螯合物,从而抑制结垢。壳聚糖对CaCO3晶核和晶体的活性点具有特殊的吸附能力,会引起晶体变形而无法正常生长。腐植酸钠是复杂的高分子羧酸盐混合物,可抑制CaCO3晶体的生长。
    3.2合成高分子阻垢剂
          合成高分子阻垢剂具有许多优点,如阻垢效果好、热稳定性高、用量少、结构预设等,目前发展较快,它经历了从均聚到二元、三元和多元共聚的发展历程。
    3.2.1羧酸类聚合物阻垢分散剂
           羧酸类聚合物阻垢剂是丙烯酸(AA)、马来酸或马来酸酐(MA),在引发剂作用下,通过均聚或与其他单体共聚形成的一类水溶性高分子化合物。该类阻垢剂中的羧基官能团对Ca2+、Mg2+、Fe3+等离子具有较强的螯合能力,不仅有分散、凝聚作用,还能在无机垢结晶过程中干扰晶格的正常排列,从而起到阻垢作用。
    3.2.2含磺酸基团共聚物阻垢剂
           含磺酸基团共聚物阻垢剂是国外二十世纪80年代开发的一种优良的水处理剂。因磺酸基团属于亲水性基团,酸性较羧酸强,将其引入共聚物,可以有效地防止由于弱亲水性共聚物与水中离子反应,生成难溶性物质钙凝胶,特别是对Ca3(PO4)2垢有较好的抑制作用,能有效地分散颗粒物、稳定金属离子。
    3.2.3无机含磷聚合物阻垢剂
            在冷却水处理中,最常用的无机含磷聚合物阻垢剂是三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。微量聚磷酸盐加入水中,能破坏CaCO3等晶体的正常生长,从而阻止了CaCO3水垢的形成,但由于它水解生成的正磷酸盐易与水中的钙离子生成Ca3(PO4)2水垢,同时又促进系统中菌藻的繁殖,因此,单纯用聚磷酸盐作阻垢剂在冷却水处理中已逐渐被淘汰,取而代之的是复合磷酸盐、有机膦酸和其它低磷或无磷药剂配方。
    3.2.4含磷羧酸聚合物阻垢剂
            含磷羧酸聚合物阻垢剂是由无机单体次磷酸与有机单体如丙烯酸(AA)、马来酸(MA)、含磺酸基单体等共聚而成的聚合物。含磷羧酸聚合物分为两类: (1)膦酸亚基聚羧酸、膦基聚羧酸或聚膦基羧酸(PCA); (2)膦酰基羧酸(POCA)。
    3.3均聚物阻垢分散剂
            阻垢剂发展到二十世纪90年代,随着人类环保意识的提高,环保法规进一步严格,许多国家开始限制有毒、有害物质及磷的排放,无毒、低磷或无磷配方、可生物降解的绿色阻垢分散剂成为水处理剂研制的主题。目前国内外研究最多的产品主要聚天冬氨酸(PASP)和聚环氧琥珀酸(PESA)。
    3.3.1聚天冬氨酸阻垢剂
             聚天冬氨酸是聚氨基酸中的一类,它主要包括聚天冬氨酸及其钠盐和酯。聚天冬氨酸具有良好的阻垢分散性能,在添加量为5. 0mg#L-1的情况下,其CaCO3阻垢率已经接近100%,同时在较高硬度或碱度的水质中仍有较好的阻垢效果。由于聚天冬氨酸的分子结构中同时具有酰胺键和羧基键,所以集中性型和阴离子型阻垢剂于一身,可通过凝聚分散、晶格畸变、及络合增溶等三种方式发挥阻垢作用。
    3.3.2聚环氧琥珀酸阻垢剂 
            聚环氧琥珀酸(PE-SA)是一种无磷、无氮且生物降解性能良好的绿色阻垢缓蚀剂PESA具有用量少、阻垢性能优异及适用范围广等优点。在高碱高固溶物水中,其阻垢率很高,明显优于ATMP和HEDP等阻垢剂。PESA具有一定的缓蚀性能和较好的协同作用,与其他药剂复配可以形成性能较好的低磷或无磷缓蚀阻垢剂,因而具有十分广阔的应用前景。
    3.3.3S-羧乙基硫代琥珀酸
            S-羧乙基硫代琥珀酸(CETSA)是近年来为了满足环保的要求而出现的一种新型缓蚀阻垢剂。S-羧乙基硫代琥珀酸主要由B-巯基丙酸与马来酸酐进行加成反应得到。由于分子结构特殊, S-羧乙基硫代琥珀酸具有水溶性、生物降解性,在宽pH值范围内具有缓蚀和阻垢性能。
            上海复鑫分析技术中心依托复旦大学、上海交大等高校的国家重点实验室作为技术平台,并通过与上海有机化学研究所、上海材料研究所等机构的紧密合作,一直坚持专注于成分分析领域,产品种类涵盖:塑料、橡胶、钢材、胶粘剂、涂料、油墨、清洗剂、水处理助剂、表面处理剂、金属加工液、建筑类添加剂、油田助剂、脱模剂、助焊剂等八大行业的四十余个品类。致力于帮助每一个脚踏实地、勤奋前行的客户,并以专业的技术、问心无愧的服务,助力您成就未来!
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