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·1436· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

量较低时，虽然水溶性的 PEG 链段较多，但整个共
聚物提供的螯合钙离子官能团（羧基）有限，因此
阻垢性能较差；而当螯合钙离子官能团（羧基）比
例增大时，尽管聚合物上能够提供大量的螯合基团，
但水溶性的 PEG 链段过少，使得形成的 PEGMA-
2+
SVS-AA-Ca 溶解度较低，易从水中沉降，使阻垢
效率降低，丙烯酸的加入大大提高了共聚物的阻碳
酸钙垢率。另外，从图 2 可以看出，不同单体配比
的 PEGMA-SVS-AA 阻碳酸钙垢率开始时随着水处

图 1 PEGMA-SVS-AA 红外光谱图 理剂浓度的增加显著增加，当水处理剂质量浓度达
Fig. 1 FTIR spectrum of PEGMA-SVS-AA 到 9 mg/L 时，阻碳酸钙垢率基本保持稳定，接近最

2.2 聚合反应条件考察 大值。所以，在 PEGMA-SVS-AA 的使用过程中，
2.2.1 单体配比对共聚物阻垢性能的影响 选择 9 mg/L 的加入量比较合适。
在引发剂过硫酸铵占单体总质量 6%,反应温度 2.2.2 引发剂用量对共聚物阻垢性能的影响
80 ℃下反应 2.5 h，调整 PEGMA、SVS、AA 用量， 保持单体配比 n(PEGMA)∶n(SVS)∶n(AA)=
考察了不同单体配比对共聚物阻垢性能影响，结果 1∶3∶5，在 80 ℃反应 2.5 h 条件下，考察了不同引
如图 2 所示。 发剂用量对共聚物阻碳酸钙垢性能的影响，结果如
图 3 所示。

图 2 单体配比对阻碳酸钙垢的影响

Fig. 2 Effect of monomer ratio on the performance of 图 3 引发剂用量对阻碳酸钙垢的影响
PEGMA-SVS-AA on inhibition of calcium
carbonate precipitation Fig. 3 Effect of initiator dosage on the performance of
PEGMA-SVS-AA on inhibition of calcium
从图 2 可以看出，当单体中没有 AA，n(PEGMA)∶ carbonate precipitation

n(SVS)∶n(AA)=1∶3∶0 时，碳酸钙阻垢率很低， 由图 3 可知，当过硫酸铵用量为单体总质量的
未达到 50%。因为水处理剂中没有阻垢基团羧基， 6%时，阻碳酸钙率最高，接近 90%。说明引发剂用
虽然聚合物中有磺酸基团，但是阻垢率较低；同样， 量要适当，引发剂量过少，共聚物反应不完全，单
当未加入单体乙烯基磺酸钠，n(PEGMA)∶n(SVS)∶ 体残留多，导致阻垢率偏低；引发剂量过多，聚合
n(AA)=1∶0∶3 时，聚合物的阻垢效果亦不理想。 速率过快也会使得阻垢效果不好。不同引发剂量的
这是由于磺酸基团不但具有阻垢效能，还能使形成 PEGMA-SVS-AA 阻碳酸钙垢率开始时随着水处理
2+
的 PEGMA-SVS-AA-Ca 溶解度加大，提高循环水 剂浓度的增加显著增加。当水处理剂质量浓度达到
中钙离子存在量。保持 PEGMA 和乙烯基磺酸钠的 9 mg/L 时，阻碳酸钙垢率变化幅度基本稳定，接近最
配比不变，逐步增大丙烯酸的配比时，阻碳酸钙垢 大值。
率上升幅度很大。当 n(PEGMA)∶n(SVS)∶n(AA)= 2.2.3 反应温度对共聚物阻垢性能的影响
1∶3∶5 时，阻垢率最高，达到 89%。但 AA 的含 保持单体配比 n(PEGMA)∶n(SVS)∶n(AA)为
量并不是越多越好，n(PEGMA)∶n(SVS)∶n(AA)= 1∶3∶5，引发剂用量 6%（以单体的总质量为基准，
1∶3∶9 的阻垢效果反而没有 1∶3∶5 优异，说明 下同），控制反应时间为 2.5 h，考察了反应温度对
单体的配比对共聚物的阻垢率影响很大。丙烯酸含 阻垢效果的影响，结果如图 4 所示。