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·154· 精细化工 FINE CHEMICALS
线之间的时间（s），t 0 为溶剂流过黏度计两计时标
线之间的时间（s）；ρ为 CEC 的质量浓度，g/mL；
K 为比例常数，其值受温度影响较大；α为扩张因
子。共聚物相对分子质量估算式中的 K 和α参考文
–3
献[21]中取 K=1.8110 mL/g，α=0.93。
根据式（2）计算所得 CEC 阻垢剂相对分子质
量约为 5700。
2.3.1 CEC 与不同市售药剂的阻垢效果对比
加药量质量浓度为 20 mg/L 时，对 CEC 与不同
市售药剂的阻垢效果进行了对比，结果见图 7。
图 7 不同阻垢剂对市政废水的阻垢率
Fig. 7 Scale inhibition ratio of different scale inhibitors
for municipal wastewater
由图 7 可知，在加药量相同的条件下，所合成
的 CEC 阻垢性能明显优于所用单体 AA。对比市售
的 PAA，CEC 的阻垢率要高出 22%以上。对比市售
HEDP，CEC 的阻垢率要高出 18%以上。由此可见，
所合成的 CEC 在水质较为复杂的市政废水中阻
CaCO 3 垢性能优异。
2.3.2 CEC 与 HEDP 的阻垢效果对比
在不同加药量下，对 CEC 与 HEDP 的阻垢效果
进行了对比，结果见图 8。
A—空白垢样；B—加入 CEC 20 mg/L 垢样；C—加入 CEC 30 mg/L 垢样
图 9
Fig. 9 SEM photographs of CaCO 3 samples without and with CEC at different dosages
图 9A 中，CaCO 3 呈四方体，形状均一，晶粒
尺寸约为 9 m；如图 9B、C 所示，加入 CEC 后已
明显破坏了 CaCO 3 的形貌，出现了大量的球状结构，
第 36 卷
图 8 不同加药量下 CEC 与 HEDP 阻垢效果对比图
Fig. 8 Comparison of scale inhibition ratio of CEC and
HEDP under different dosages
由图 8 可知，阻垢剂用量较低时，对于水质成
分复杂的二级市政废水来说阻垢效果都不理想，并
且 HEDP 与 CEC 基本持平。提高药剂加入量后发现，
CEC 阻垢效果比 HEDP 优秀。当加药质量浓度为
20 mg/L 时，CEC 对 CaCO 3 垢的阻垢率比 HEDP 高
18%，当加药质量浓度为 30 mg/L 时，CEC 阻垢率
已经达到了 92.93%。可能是由于 HEDP 的络合作用
在水质较为复杂的二级市政废水中难以发挥，而
CTS 的抑制晶体生长的功能在处理较为复杂的水质
时有一定的功效。
2.4 N-羧乙基壳聚糖的阻垢机理探究
2.4.1 CaCO 3 垢样的 SEM 分析
阻 CaCO 3 垢机理研究采用 CaCO 3 沉积法 [22] 制
备垢样。在阻垢实验开始前，在锥形瓶底部放入大
2
小为 0.5 cm 左右载玻片，实验结束后，取出附有水
垢的载玻片，60 ℃烘干后，将载玻片黏在导电胶上
喷金后采用扫描电子显微镜观察，放大倍数均为
6000，实验结果如图 9 所示。
空白和不同加药量下 CaCO 3 的 SEM 图
晶粒尺寸约为 11 m。在加药质量浓度为 20 mg/L
时，还有部分四方体结构，相比于空白实验，四方
体表面粗糙，有明显的坑洼状结构；当加药质量浓