改性木薯淀粉阻磷酸钙垢性能的研究

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1、改性木薯淀粉阻磷酸钙垢性能的研究：以木薯淀粉和丙烯酰胺为原料，以过硫酸铵-亚硫酸氢钠（NH4）2S2O8-NaHSO3为引发体系，合成木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物（SGA）。研究了共聚物（SGA）在不同水质条件下对Ca3（PO4）2的阻垢性能，探讨了共聚物浓度、恒温温度及恒温时间等条件对Ca3（PO4）2阻垢性能的影响。结果表明，阻垢剂SGA浓度为55mg/L时阻垢率最高，达96.1%。较长的恒温时间仍能保持较高的阻垢率，具有较高的时效性。SGA对介质温度的适应范围较宽，适合用于高温用水系统中阻磷酸钙垢。　　关键词：木薯淀粉；改性；阻垢；磷酸钙　　：TQ085：A：0439-8

2、114（2013）07-1534-03　　在城市用水中，工业用水占80%以上，而在工业用水中，冷却用水约占60%，因此节约冷却用水就成为节约城市用水的关键。采用循环冷却水处理技术，比直流冷却水可节水97%以上，是节水的有效途径。采用循环水冷却方式后，随着循环水的不断浓缩，水中的难溶盐离子如钙、镁、碳酸根和磷酸根会大大超过其饱和溶解度，易从水中沉淀析出形成垢。结垢降低水冷器的换热效果或堵塞管路，腐蚀导致设备穿孔，严重影响生产的正常运行。阻垢分散剂能使成垢离子如钙、镁、碳酸根和磷酸根等稳定于水中，在大大超过其饱和溶解度的条件下而不析出。阻垢剂主要是指能够防止水垢和污垢产生或抑制其沉

3、积生长的化学类试剂，是工业水处理中必不可少的元素，可以用来延长设备寿命并保证设备安全运行[1]。聚合物作为阻垢剂已有20多年的历史，最初使用的是低分子的均聚物。近年来研究表明，某些共聚物的综合性能明显优于均聚物，开发和研制共聚物类阻垢分散剂是当前各国水处理药剂研究的热点[2-6]。近年来，随着人们对共聚物结构及阻垢机理研究的深入，发现共聚物结构与阻垢性能的关系极为密切[7]。共聚物中的羧基是阻碳酸钙、硫酸钙垢的主要官能团[8]，而羟基酰胺基等对阻磷酸钙垢有益。改性木薯淀粉是木薯淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物，具有较高的化学稳定性和热稳定性，在较高温度下仍能保持良好的阻垢效果。目前尚

4、无淀粉与丙烯酰胺接枝共聚物作为阻垢剂的报道。　　1材料与方法　　1.1材料　　仪器：数显恒温水浴箱（HL三口烧瓶中，加入一定量去离子水，在通氮气的条件下，于恒温水浴锅中糊化30min，糊化温度为80℃，冷却至反应温度。加入一定计量的丙烯酰胺搅拌一定时间，再加入过硫酸铵，缓慢滴加亚硫酸氢钠，继续搅拌至反应时间。待反应终止后，将反应液冷却至室温，用无水乙醇沉淀产物。过滤、洗涤后于真空干燥箱中50℃干燥至恒重，得到接枝粗产物。定量称取接枝粗产物，用索氏提取器以丙酮作为溶剂抽提24h，除去均聚物，然后60℃真空干燥至恒量，得到纯接枝共聚物（SGA）[9]。　　1.2.2阻磷酸钙垢性能测

5、定试验方法均采用国标的方法[10-12]。配制一定体积含Ca2+的水样，用乙二胺四乙酸二钠标定，其浓度约含20mg/mLCa2+，加入含有一定浓度的PO43-溶液，在一定温度条件下恒温10h，使磷酸钙沉淀完全，然后采用磷钼蓝分光光度法测定溶液中剩余的PO43-的吸光度，根据磷酸盐标准曲线通过吸光度可得到溶液中剩余离子的浓度，得出用作比较的空白试验值。在同样组成的溶液中，加入一定量的木薯淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚物，在相同温度条件下恒温10h，测定其剩余PO43-浓度，所得数值与空白值的比值即为阻垢率，水中剩余的PO43-浓度越大则阻垢效果越好。　　2结果与讨论　　2.1磷酸盐标准

6、曲线　　以测得的吸光度为纵坐标、相对应的PO43-浓度（mg/mL）为横坐标绘制标准曲线（图1）。标准曲线在PO43-浓度为0～0.004mg/mL范围内呈良好的线性关系（y=166.25x+0.0039，R2=0.9994）。　　2.2阻垢剂浓度对阻垢效果的影响　　水浴温度为（80±1）℃，恒温静置时间为10h，改变阻垢剂（SGA）浓度，测定阻垢效果：以木薯淀粉和丙烯酰胺为原料，以过硫酸铵-亚硫酸氢钠（NH4）2S2O8-NaHSO3为引发体系，合成木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物（SGA）。研究了共聚物（SGA）在不同水质条件下对Ca3（PO4）2的阻垢性能，探讨了共聚物浓度、

7、恒温温度及恒温时间等条件对Ca3（PO4）2阻垢性能的影响。结果表明，阻垢剂SGA浓度为55mg/L时阻垢率最高，达96.1%。较长的恒温时间仍能保持较高的阻垢率，具有较高的时效性。SGA对介质温度的适应范围较宽，适合用于高温用水系统中阻磷酸钙垢。　　关键词：木薯淀粉；改性；阻垢；磷酸钙　　：TQ085：A：0439-8114（2013）07-1534-03　　在城市用水中，工业用水占80%以上，而在工业用水中，冷却用水约占60%，因此节约冷却用水就成为节约城市用水的关键。采用循环冷却水处理