阻垢分散剂

    在含溶解度较小的无机盐的过饱和水溶液中，阻垢剂是通过防止生成晶核或临界晶核、阻止或干扰晶体生长、分散晶体微粒等方式，实现阻止无机盐垢的生成以降低其对传热影响的。在水处理中常用的阻垢剂有：螯合分散剂 、有机膦酸类阻垢分散剂、水溶性聚事物类阻垢分散剂、天然有机化合物等类型，其中，把对水固体微粒具有较好分散性能的水溶液性聚合物（含天然高分子化合物）等称为阻垢分散剂，它们是众多类型阻垢剂中最重要的，也是应用最广泛的品种。

    作为阻垢分散剂的水溶性聚合物，按其在水中离解的离子类型可分为阴离子、非离子和阳离子三大类，目前应用较多的是阴离子型聚合物；按聚合物的结构类型可分为均聚物、二元共聚物、多元共聚物等；按聚合物官能团性质可分为聚羧酸及其盐类、含磺酸基团的聚合物、含磷共聚物、含氮共聚物等。

    一些天然有机物质如木质素，磺化木质素、丹宁、磺化丹宁酸、淀粉、改性淀粉和羧甲基纤维素等分子结构中分别含有多羧基、醛基、羧基，因而都具有分散剂的作用，可用来抑制水垢的形成。下面来简单介绍一个几种天然高分子化合物：

    葡萄糖酸钠是一种多差劲基羧酸型的缓蚀阻垢剂，它对铁离子、铜离子、钙离子有极好的络合能力，对很多盐也有很好的活性作用，因此它既能阻垢也能缓蚀，作为水处理剂使用时，表面出优异的特性。它还有以下几个特点：一是葡萄糖酸钠可以和许多缓蚀剂配合而呈现协同效应；二是在一定温度范围内其缓蚀率随温度升高而增加，三是无环境危害，价格低廉。木质素是一种无定形的芳香族聚合物，有极强的活性。它是一种分散剂和螯合刘，同时也是一种缓蚀剂。天然单宁是从植物的皮部、木质部、叶、要部或果实中提取的，单宁是一类含有许多酚羟而聚合度不同，并包括一些单体的混合物总称。单宁即是分散剂、螯合剂，又是一种缓蚀剂。

    天然分散剂的缺点是高温高压下易分解，且用量大。但由于它们廉价、易得、无毒、无害、易降解，对环境无污染，又兼具有阻垢、杀菌之效能，因而也具有竞争力。

    水溶性共聚物在作为工业循环冷却水系统中的阻垢缓蚀剂使用中发挥着重要作用。这些水溶性聚合物及水溶性共聚物的阻垢分散能力与其大分子的结构和大分子的相对分子质量有着密切关系，因此，将聚合物的相对分子质量控制在一定范围内，是获得高性能产物的主要方法。

    聚羧酸对碳酸钙等水垢具有较好的阻垢作用，同时也有临界值效应，因此药剂使用量也是极微少的。此外，聚丙烯酸等聚合电解质还能对一些无定形不溶性物质起到分散作用，如泥土、粉尘、腐蚀产物和生物碎屑等污物，便其不聚集，在水中呈分散悬浮状态，可被水流带走，而聚磷酸盐和膦酸盐则只能对碳酸钙等结晶状化合物产生阻垢影响。

    常用的聚羧酸有：聚丙烯酸是由丙烯酸单体在异丙醇调节剂作用下以过硫酸铵为引发剂聚合而成的，也可由丙烯酯水解生成丙烯酸再聚合而成，作为水处理药剂，相对分子质量一般选择在2000-10000范围内较好。用于海水、含盐的井水及水温较高时，相对分子量选择较高。

    聚丙烯酸除有良好的阻垢性能外，还能对泥圭、粉尘和腐蚀产物以及生物碎屑等起分散作用。因此，现在使用的复合水处理药剂中常加有聚丙烯酸。

    丙烯酸与丙烯酸羟丙酯共聚物代号为T-225，是由丙烯酸与丙烯酸羟丙酯共聚而成。它对碳酸钙阻垢效果不如有机膦酸和聚丙烯酸类阻垢分散剂，但对磷酸钙、磷酸锌、氢氧化锌，水合氧化铁等有非常好的抑制和分散作用。因此用T-225代替聚丙烯酸，与聚羧酸盐等复配可以收到显著的缓蚀和阻垢效果。

    丙烯酸与丙烯酸酯共聚物是由丙烯酸与丙烯酸酯两种单体共聚而成，美国Naloc公司的N-7139就是这个产品，它对碳酸钙的氢氧化锌有良好的抑制和分散作用，常与聚磷酸盐、磷酸酯和锌盐等药剂复配使用。

    水解聚马来酸酐英文名称Hydrolyzed polymaleic anhydride,简称HPMA.分子结果中羧基数目较多，易和水中的钙离子、镁离子等金属离子螯合，具有优良的聊胜于无的性能。水解聚马来酸酐由于分子结构中羧基数比聚丙烯酸和聚丙基丙烯酸我，因而阻垢性能也比它们好，而且热稳定性好，350℃以上才会发生分解。所以水解聚马来酸酐能在较高温度下保持良好的阻垢性能。因此在海水淡化的闪蒸装置中和低压锅炉。蒸汽机车上得到广泛应用。但因其体系比其他药剂贵，在循环冷却水处理中除特殊情况外，很少采用。

    马来酸-丙烯酸共聚物阻垢性能与水解聚马来酸酐相似，又具有较高的耐温性，但价格低，用来代替水解聚马来酸酐，并可获得同样的效果。

    膦磺酸共聚物在有机膦酸分子中引入碘酸基轩，充分利用了膦酸基对碳酸钙螯合能力强。磺酸基团对铁、锌、磷酸钙螯合能力强，亲水性能好的特性，改善了有机膦酸的不足之外，实验结果表明，DPAMS（二亚甲基膦酸氨基甲碘酸）有阻碳酸钙垢、磷酸下垢，稳定锌和分散氧化铁等方面优于有机磷酸ATMP，与碘酸共聚物相比，除了阻碳酸钙性能稍差外，其他均优于磺酸共聚物。

参考资料:阻垢分散剂   缓蚀阻垢剂  马来酸-丙烯酸共聚物  聚丙烯酸 聚丙烯酸钠  PAAS  水处理剂  水处理药剂