实验一、低分子量聚丙烯酸钠的合成、表征与阻垢性能评价
聚丙烯酸钠 (PAANa)是一类高分子电解质，是一种新型功能高分子材料，用途广泛，可用于食品、饲料、纺织、造纸、水处理、涂料、石油化工、冶金等。 PAANa 的用途与其分子量有很大关系，一般来说 ，低分子量 (500～5000 )产品主要用作颜料分散剂、水处理剂等；中等分子量 (10 4～ 10 6 )主要用作增稠剂、粘度稳定剂、保水剂等；高分子量主要用作絮凝剂、增稠剂等。
在造纸工业，随着高浓度涂布机的引进和铜版纸生产的发展，对分散剂的需求越来越大。低分子量 PAANa 作为造纸工业的有机分散剂 ，能提高颜料的细度、分散体系的稳定性，提高纸张的柔软性、强度、光泽、白度、保水性等，且具有可溶于水、不易水解、不易燃、无毒、无腐蚀性特点，因此低分子量 PAANa 在造纸工业越来越受到重视。
一、低分子量聚丙烯酸钠的合成
1.1 实验目的
（1）了解聚丙烯酸钠水处理剂的合成原理和应用；
（2）掌握丙烯酸聚合反应的基本操作；
（3）掌握聚丙烯酸分子量测定的基本原理和基本操作；
（4）掌握阻垢剂和分散剂的评价原理和方法。
1.2 实验原理
PAANa 的合成路线主要有先聚合再中和、先中和再聚合等几种。本实验采用先中和再聚合的路线。其反应式如下所示：
CO 2H CO 2Na NaOH
聚合
CO 2Na n
1.3 试剂和仪器
试剂：丙烯酸 ，CP ；过硫酸铵 ，AR ；氢氧化钠 ，CP ；丙醇 ，CP ；去离子水。 仪器：四口烧瓶；滴液漏斗；球形冷凝管；电热套；调压器；水循环真空泵；布氏漏斗；真空烘箱；乌氏粘度计 (0 . 6mm)；恒温水浴；干燥箱等。
1.4 实验方法
在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的 250 ml 四口烧瓶中，加入20ml 去离子水和100ml 链转移剂丙醇，在不断搅拌下加热至 80-82℃左右，开始滴加由1.8g 引发剂过硫酸铵、10ml 水和29g 单体丙烯酸配成的溶液（首先将引发剂溶解于水中，再加丙烯酸），并在 2～3h 内将单体和引发剂滴加完毕，之后保温反应2 h 。改成蒸馏装置，加热蒸出链转移剂丙醇冷却至 40～50℃时（取样5ml 待测定分子量），然后逐渐滴加30 %的氢氧化钠溶液（约42g ）中和至pH=7～8，得到淡黄色透明粘稠的 PAANa 溶液。 将该溶液滴加至丙酮中，再过滤，真空干燥可得到聚丙烯酸钠的固体粉末。
二、低分子量聚丙烯酸钠的表征
2.1 分子量测试
用端基法测定聚丙烯酸的分子量，丙烯酸聚合物的酸性比单体要弱，当其只溶解于水中不易被精确滴定，但是如果溶解于0.01-1mol/L 的中性电介质中时，滴定终点是清楚的，滴定是准确的，进而可求出相应聚丙烯酸钠的分子量。具体方法为 ：在聚合反应结束蒸出链
转移剂后而未进行中和前取样 ，称取 0.2 g(精确至0.0001g)样品 ，放入100ml 烧杯中 ，加入50ml 1 mol/ L 的 NaCl 溶液，用0.2 N 的 Na OH 标准溶液滴定 ，测定其pH 值，用消耗的 Na OH 标准溶液毫升数对 p H 值作图，曲线的拐点即为滴定的终点。找出终点所消耗的碱量，按下式计算聚丙烯酸的分子量：
M=2 / [(1 / 72 ) -(V 2N/ W 31000 ) ]
式中： M 聚丙烯酸的分子量 ；
V 滴定终点消耗的 Na OH 标准溶液体积， m L ；
N Na OH 标准溶液的摩尔浓度mol/L ；
W 试样重量， g ；
2聚丙烯酸一个分子链两端各有一个内酯；
1 / 7
2 1 g 样品中所含有的羧基克当量的理论值。
2.2 特性粘度测试
采用乌氏粘度计，以 2 mol/ L Na OH 为溶剂，将聚丙烯酸钠配制成 0 . 2 %的溶液，在 (30± 0 . 5)℃下分别测定溶剂和溶液流出时间，按下式分别求出 [η]和 Mv ：
C t t t t t o o o /)]/ln(/)[(2][--=η
[η]=3 . 3 83 1 0 - 3M v 0.43
式中： [η]特性粘度， d L / g ； t0 溶剂流出时间， s ；
t 溶液流出时间， s ； C 溶液浓度， g/ d L ；
M V 粘均分子量。
2.3 固含量测试
称取一定量产品 ，置于 80～1 2 0℃干燥箱内， 待干燥恒重后，记录其重量，并按下式计算固含量：
固含量 = (干燥恒重后重量/取样重量 )3 1 0 0%
三、低分子量聚丙烯酸钠的阻垢性能评价
3.1 实验目的与要求
（1）了解阻垢性能测定的原理和应用；
（2）掌握碳酸钙沉积法、鼓泡法等测定阻垢性能的技术。
3.2 碳酸钙沉积法
3.2.1 方法提要
以含有一定量碳酸氢根和钙离子的配制水和水处理剂制备成试液。在加热条件下，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙。达到平衡后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度愈大．则该水处理剂的阻垢性能愈好。
3.2.2 试剂和材料
氢氧化钾溶液：200g ／L ；硼砂缓冲溶液： pH ≈9，称取 3.80g 十水四硼酸钠(Na 2B 4O 7O 210H 20)溶于水，并稀释到1L ；钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂: 称取1g 钙黄绿素，0.35g 百里酚酞，置于破璃研钵中，加入100g 经120℃烘干后的氯化钾研细混匀，贮于棕色磨口瓶中；溴甲酚绿—甲基红指示液: 3体积1.00g/L 溴甲酚绿乙醇溶液与1体积2.00g/L 甲基红乙醇溶液混合；乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准滴定溶液： 0.01mol/L （具体标定见附录1）；盐酸标准滴定溶液： 0.1 mol/L （具体标定见附录2）；碳酸氢钠标准溶液： 18.3mg/mL
HCO3—（具体标定见附录3）；氯化钙标准溶液： 6.0mg/mLCa2+（具体标定见附录4）；水处理剂试样溶液：5000mg/L，称取2.5g 水处理药剂，溶于500mL容量瓶中，即可得到5000mg/L 的水处理溶液。
3.2.3 仪器和设备
恒温水浴：温度可控制在(80土1)o C；锥形瓶：250mL。
3.2.4 分析步骤
(1) 试液的制备
在250mL容量瓶中加入125mL水，用滴定管加入10mL的氯化钙标准溶液，使钙高子的量为60mg。用移液管加人2.5mL水处理剂试样溶液，摇匀。然后加入10mL硼砂缓冲溶液，摇匀。用滴定管缓慢加入10mL的碳酸氢钠标准溶液(边加边摇动)，使碳酸氢根离子的量为183mg，用水稀释至刻度，摇匀。
(2) 空白试液的制备
在另一250mL容量瓶中，除不加水处理剂试样溶液外，按“试液的制备”步骤操作。
(3) 分析步骤
将试液和空白试液分别置于两个洁净的锥形瓶中，两锥形瓶浸入(80±1)℃的恒温水浴中（试液的液面不得高于水浴的液面），恒温放置5h。冷却室温后用中速定量滤纸干过滤。各移取25.00mL滤液分别置于250mL锥形瓶中，加水至约80mL，加5mL氢氧化钾溶液和约0.1g钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂。用EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮蓝色即为终点。并按分别计算试液和空白试液钙离子的浓度(mg／mL)。
3.2.5 分析结果的表述
以百分率表示的水处理剂的相对阻垢性能(η)按下式计算：
η = (C1ca2+ - C2ca2+)/ (0.240 - C2ca2+) (3-1)
式中 C1ca2+ ——加入水处理剂的试液试验后的钙离子（Ca2+）浓度，mg／mL；
C2ca2+ ——未加水处理剂的空白试液试验后的钙离子（Ca2+）浓度，mg／mL；
0.240 ——试验前配制好的试液中钙离子（Ca2+）浓度，mg／mL。
3.2.6 允许差
取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果的绝对差值不大于5％。
3.3 鼓泡法
3.3.1 方法提要
冷却水中的结垢，通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，生成难溶的碳酸钙垢而引起的。其反应式可以表示为：
Ca2+ + 2 HCO3-——→ CaCO3↓+ CO2 + H2O （3-2）本方法以含有Ca(HCO3)：的配制水和水处理药剂制备成试液(模拟冷却水)。为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使反应式的平衡向右侧移动，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，试液迅速达到其自然平衡pH。然后测定试液中钙离子的稳定浓度。钙离子的稳定浓度愈大，则该水处理药剂的阻垢性能愈好。
3.3.2 试剂和材料：同碳酸钙沉积法。
3.3.3 仪器和设备: 试验装置(图1)，滴定管(酸式)：10mL、50mL。
图2实验装置
1一鼓气装置；2一气体转子流量计；3一控温仪；4一恒温水浴；5一电加热器；
6一测温探头；7一玻墒冷凝管；8一长颈烧瓶；9一温度计；10一搅拌器，11—鼓泡头
3.3.4 水处理剂试样溶液：5000mg/L（同碳酸钙沉积法）。
3.3.5 测定步骤
(1) 试液制备
用滴定管加入碳酸氢钠溶液40mL于500mL容量瓶中。移入3.0mL水处理剂样品溶液，加250mL水，摇匀。用滴定管缓慢加入氯化钙溶液40mL，用水稀释至刻度，摇匀，即制备成1L含有15.0mg水处理药剂、240mg(6.00mmol)钙离子(Ca2+)和732mg (12.0mmol)碳酸氢根离子(HCO3—)的试液。
(2) 阻垢性能测定
量取约450mL试液于500mL三颈烧瓶中。将此烧瓶浸入(60±0.2)o C的恒温水浴中，按实验装置安装，同时，以80L/h的流量鼓入空气。经5h后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放至室温，此溶液即为钙离子稳定浓度溶液。移取25.00mL此溶液于250mL锥形瓶中，加约80mL水。按标定氯化钙溶液的方法，记下所消耗的EDTA标准滴定溶液的体积V3。
3.3.6 分析结果的表述
水处理剂的阻垢性能以钙离子稳定浓度C Ca2+(mg/L)表示，按下式计算:
C Ca2+ = V32C EDTA340.0831000/25.00 = 16033V32C EDTA（3-3）
式中 V3 ——测定钙离子稳定浓度时所消耗EDTA标准滴定溶液的体积，mL；
C EDTA—— EDTA标准滴定溶液的浓度，mol/L；
25.00 ——移取钙离子稳定浓度溶液的体积，mL；
40.08 ——与1.00mLEDTA标准滴定溶液[C EDTA＝1.000mol/L]相当的以毫克表示的
钙离子的质量。
所得结果应表示至二位小数。
3.4 附录
3.4.1 0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准溶液的配制及标定。
称取分析纯EDTA（乙二胺四乙酸二钠）3.7g于250mL烧杯中，加水约150mL和两小片
氢氧化钠（片状），微热溶解后，转移至试剂瓶中，用水稀释至1000mL，摇匀。此溶液的浓
度约为0.015mol/L。
准确称取于110℃干燥至恒重的高纯碳酸钙0.6g（准确至0.2mg），置于250mL烧杯中，加水100mL，盖上表面皿，沿杯嘴加入1+1盐酸溶液100mL，加热煮沸至不再冒小气泡，冷至室温，用水冲洗表面皿和烧杯内壁，定量转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
移取上述溶液25.00mL于400mL烧杯中，加水约150mL，在搅拌下加入10mL20%氢氧化钾溶液，使其pH＞12，加约10mg钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂，溶液呈现绿色荧光，立即用EDTA标准溶液滴定至绿色荧光消失并突变为紫红色时即为终点。记下消耗的EDTA溶液的体积。
EDTA溶液的浓度按下式计算：
C EDTA = m31000/（100.083V310）（3-4）
式中 m —-- 碳酸钙的质量，g;
V ---- 滴定消耗的EDTA溶液的体积，mL;
100.08 ---- 碳酸钙的摩尔质量，g/mol。
3.4.2 0.1 mol/L盐酸标准溶液的配制及标定
取9mL市售含HCl为37%、密度为1.19g/mL 的分析纯盐酸溶液，用蒸馏水稀释至1000mL。此溶液的浓度约为0.1mol/L。
准确称取于270～300℃灼烧至恒重的基准无水碳酸钠0.15g（准确至0.2mg），置于250mL 锥形瓶中，加水约50mL，使之全部溶解。加1～2滴0.1%甲基橙指示剂，用0.1mol/L盐酸溶液滴定至由黄色变为橙色，剧烈振荡片刻，当橙色不变时，读取盐酸溶液消耗的体积。盐酸溶液的浓度为：
C HCl = m 31000/（V353.00） mol/L （3-5）
式中 m —-- 碳酸钠的质量，g;
V ---- 滴定消耗的盐酸体积，mL;
53.00 ---- 1/2碳酸钠的摩尔质量，g/mol。
3.4.3 含18.3mg/mLHCO3—碳酸氢钠标准溶液的配制及标定：。
称取25.3g碳酸氢钠置于100mL烧杯中，用水溶解。全部转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。贮存期30d。
移取5.00mL碳酸氢钠标准溶液置于250mL锥形瓶中，加约50mL水，3～5滴溴甲酚绿-甲基红指示液，用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由浅蓝色变为紫色即为终点。
以mg/mL表示的碳酸氢根离子(HCO3—)的浓度按下式计算：
C HCO3 = V12C HCl30.06103103/V = 612V12C HCl/ V （3-6）
式中 V1 ——滴定中消耗的盐酸标准溶液的体积，mL；
C HCl——盐酸标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；
V ——所取碳酸氢钠标准溶液的体积，mL；
0.0610 一—与1.00mL盐酸标准溶液[C HCl＝1.000mol/L]相当的以克表示的碳酸氢根离子
（HCO3—）的质量。
3.4.4 含0.6mg/mLCa2+的氯化钙标准溶液的配制及标定。
称取16.7g无水氯化钙置于100mL烧杯中，用水溶解，全部转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
移取2.00mL氯化钙标准溶液置于250mL锥形瓶中，加约80mL水、5mL氢氧化钾溶液和约0.1g钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂，溶液呈现绿色荧光，立即用EDTA标准滴定溶液滴定至绿色荧光消失并突变为紫红色时即为终点。记下消耗的EDTA溶液的体积。
以mg／mL表示的钙离子(Ca2+)的浓度C Ca2+按下式计算：
C Ca2+ = V12C30.040083103/V = 40.082V12C/V （3-7）
式中 V1 ——滴定中消耗乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的体积，mL；
C Ca2+——乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；
V ——所取氯化钙标准溶液的体积，mL；
0.04008 ——与1.00mL乙二胺四乙酸二钠标准溶液[C EDTA＝1.000mol/L]相当的以克表
示的钙离子(Ca 2+)的质量。
四、低分子量聚丙烯酸钠的红外光谱分析
光是一种电磁波，红外光是介于可见光和微波之间的电磁波，对有机化合物而言，重要的是2.5μm-15μm（即4000 cm-1-660cm-1）。
分子的运动有平动、转动和振动，而分子中存在着两种基本的振动：伸缩振动（键长改变的振动）和弯曲振动（键角发生改变的振动）。各个化学键的振动品频率不仅与化学键本身有关，而且受到整个分子的影响。当一定频率的红外光照射分子时，如果分子的一个振动频率与红外光的频率相同，红外光则被吸收。这样连续改变红外光的频率就可以观察到一红外吸收光谱（频率或波长为横坐标，吸收率或透射百分率为纵坐标），如图2-28所示。一般红外光谱图分为两个主要区域：官能团区2.5μm -7.5μm(4000-1300 cm-1)；指纹区7.7-μm 15μm(1300-660 cm-1)。前一个区域一般是由两个原子振动所产生的，与整个分子的关系不大，这个区域对判别化合物的官能团起着重要作用。指纹区的基本振动是多原子体系的伸缩和弯曲振动，与整个分子有关，这个区域中每个化合物有着彼此不同的谱图，就象人们的指纹一样，没有两个指纹是相同的，所以这个区域称为指纹区。指纹区对鉴定两个化合物是否相同起着很大的作用。
图4-1 甲苯和正己烷的红外光谱图
由此可见，分子的振动频率大小决定了红外光谱横坐标的位置，而分子的振动有多种形式，影响因素也有很多。对双原子的振动频率（如图2-29所示）可用下式表示：
图4-1双原子的振动示意图
μπk c v 21=
式中：ν=振动带的波数
c=光速
k=键的力常数 μ=所涉及原子的折合质量 2
121m m m m u += m 1=第一个原子的质量
m 2=第二个原子的质量
由上述公式可知：原子质量的增加使吸收频率减少，Y-H 类型的官能团（Y=O 、N 、C 、卤素等）的吸收频率最大，同时键的力常数增加吸收频率增加，如碳碳叁键的伸缩振动频率大于碳碳双键的伸缩振动频率。
因此红外光谱可以测定有机化合物的有关官能团的吸收，进而可以测定有机化合物的结构。各官能团的特征吸收谱带位置见附录4－1。
进行红外光谱分析的样品一般要求是纯样品，不能含有水。气体和液体样品有相应的池子装样。固体样品一般与溴化钠压片，也可与石蜡油或氟油（Fluorolub ）等混合成糊状，再将这种糊状夹在两块盐片之间形成一种半透明的薄膜进行测定。
实验二、氨基三甲叉膦酸（ATMP ）的
合成、表征与缓蚀性能评价
一、氨基三甲叉膦酸（ATMP ）的合成
1.1 实验目的
（1）了解氨基三甲叉膦酸水处理剂的合成原理（Mannich 反应）和应用；
（2）掌握氨基三甲叉膦酸合成的基本操作；
（3）掌握聚丙烯酸分子量测定的基本原理和基本操作；
（4）掌握阻垢剂和分散剂的评价原理和方法。
2.2 实验原理
ATMP （氨基三甲叉膦酸）系有机多元膦水处理药剂。它具有良好的化学稳定性，不易
水解，耐较高温度和用量小等优点，而且兼具有缓蚀和阻垢性能，是一种良好的碱性水处理药剂。
其合成方法一般是三氯化磷与甲醛、氨（常用氯化铵）进行Mannich 反应，反应式如下所示：
NH 4Cl +PCl 3 + H 2O 3N(CH 2PO 3H 2)3 + HCl HCHO+3106
2.3 试剂和仪器
试剂：甲醛 ，CP ；氯化铵 ，AR ；三氯化磷 ，CP ；去离子水。
仪器：四口烧瓶；滴液漏斗；乌氏粘度计 (0 . 6mm)；恒温水浴；干燥箱等。
2.4 实验方法
在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计、滴液漏斗的 250 ml 四口烧瓶中，加入37%的甲醛溶液24.5g （0.3mol ）的和氯化铵5.3g （0.1mol ），搅拌溶解，在不断搅拌下开始滴加三氯化磷41.5g （0.3mol ），期间控制温度在40℃左右，滴加完毕，升温到50～60℃，恒温1h ，再继续升温至70～80℃，恒温1h ，再继续升温至70～80℃，恒温0.5h ，
二、氨基三甲叉膦酸（ATMP ）的表征
2.1 ATMP 含量的测定
2.1.1 测定的原理
在pH 约为10的NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液中，A TMP 可与Zn 2＋形成络合物，络合比为1:1。
以铬黑T 为指示剂，用EDTA 标准溶液滴定过量的Zn 2＋。
2.1.2 主要试剂和主要仪器
（1）氯化锌标准溶液 c=0.015mol/L ；
（2）EDTA 标准溶液 c=0.015mol/L ；
（3）NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液 pH=10；
（3）铬黑T 指示剂 1g/L 水溶液。
2.1.3 测定步骤
准确称取ATMP 样品4g ，用水溶解并定容于500mL 容量瓶中，制备成试液备用。 移取20.00mL 试液于锥形瓶中，加入1滴中性红溶液，逐滴加入0.2mol/L 的氢氧化钠溶液，使试液由红色变为黄色。加入1～2mL NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液，再加入20.00mL 氯化锌标准溶液，加热至40～70℃，冷却，加入1～2滴铬黑T 指示剂，溶液呈紫红色，加入100mL 水，用EDTA 标准溶液滴定至蓝色时即为终点。
2.1.4 计算
试样中ATMP 的百分含量为：
100)
/(100.299)(003
11221????-=-V V m V c V c X 式中 c 2——ZnCl 2标准溶液的浓度，mol/L ；
V 2——加入ZnCl 2标准溶液的体积，mL ；
c 1——EDTA 标准溶液的浓度，mol/L ；
V 1——滴定时消耗EDTA 标准溶液的体积，mL ；
m 0——试样的质量，g ；
V 0——试样的总体积，mL ；
V ——被滴定的试样体积，mL ；
299.0——ATMP 的摩尔质量，g/mol 。
2.1.5 注意事项
（1）缓冲溶液不可加入过多，否则会影响终点的观察；
（2）在加入铬黑T 后，若溶液呈蓝色，则表明ZnC 2l 加入量过少，可多加入一些ZnCl 2标准溶液或减少被测试液的体积；
（3）被滴定溶液一定要冷却至室温，若趁热滴定，将会使结果偏低。
2. 2 亚氨基二甲叉膦酸（IDPA ）含量的测定
2.2.1 测定的原理
试样中主要是ATMP 和IDPA 。在pH 约为10的NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液中，ATMP 和IDPA
均可与Cu 2＋形成络合物，紫脲酸铵可指示终点。从测定结果中减去ATMP 的含量即为IDPA
的含量。
2.2.2 主要试剂和主要仪器
（1）硫酸铜锌标准溶液 c （CuSO 4）=0.02mol/L ，用EDTA 标准溶液标定其浓度；
（2）EDTA 标准溶液 c=0.015mol/L ；
（3）NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液 pH=10；
（4）紫脲酸铵指示剂：1g 紫脲酸铵与100g 氯化钠研磨，混匀。
2.2.3 测定步骤
移取20.00mL 试液于锥形瓶中，加入20mL 水和1～2滴中性红溶液，逐滴加入0.2mol/L 的氢氧化钠溶液，使试液由红色变为黄色。加入20～25滴 NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液，加少许紫脲酸铵，溶液呈紫红色。用CuSO 4标准溶液滴定至亮黄色或亮绿色时即为终点。
2.2.4 计算
亚氨基二甲叉膦酸IDPA 的百分含量为：
.2990.205]100)/(100.299[10322?-?????=-X V V m V c X ]100299.0[6856.01002X V
m V cV -?= 式中 c ——CuSO 4标准溶液的浓度，mol/L ；
V 2——CuSO 4标准溶液的体积，mL ；
c 1——EDTA 标准溶液的浓度，mol/L ；
V 1——滴定时消耗EDTA 标准溶液的体积，mL ；
m 0——试样的质量，g ；
V 0——试样的总体积，mL ；
V ——被滴定的试样体积，mL ；
X 1——ATMP 的百分含量；
299.0——ATMP 的摩尔质量，g/mol ；
205.0——IDPA 的摩尔质量，g/mol 。
2.2.5 注意事项
（1）缓冲溶液不可加入过多，因为ATMP 和IDPA 与Cu 2＋的络合常数都不是很大。例如与
Cu 2＋在pH ＝5.30时，K=4.073105，在pH ＝3.-0时，K=2.183104，IDPA 与Cu 2＋在pH ＝5.00时，K=1.783104。虽然pH 增大时条件稳定常数会随之略有增加，但加入过多的NH 3-NH 4Cl
时Cu 2＋与NH 3形成络合物，将造成结果偏大；
缓冲溶液也不可加入过少。若NH 3-NH 4Cl 缓冲溶液加入过少，滴入Cu 2+的酸性溶液后，
缓冲溶液的缓冲容量不足，使pH 值下降，条件稳定常数降低过多，使滴定突跃减少甚至消失，终点难于观察或延后，使结果不准确。
（2）终点之前，溶液是由紫脲酸铵的红色与紫脲酸铵－Cu 2+形成的黄色、Cu 2+－ATMP 络合物的蓝色的混合色而显出不明亮的黄到黄绿色，只有ATMP 、IDPA 全部和Cu 2+络合后，过量的Cu 2+和紫脲酸铵络合物才会显出明亮的黄色。若所用的Cu 2+较多，终点也可以是紫脲酸铵－Cu 2+形成的黄色和Cu 2+－A TMP 络合物的蓝色的混合成的绿色。快到终点时滴定一定要慢。
（2）一般讲，终点为黄色时，A TMP 含量较高，突跃也明显。若IDPA 含量过多，终点将会变绿，终点不敏锐，这是因为IDPA －Cu 2+络合常数较小的缘故。
2. 3 氯化钠含量的测定
2.3.1 测定的原理
在酸性介质中氯离子与银离子形成氯化银沉淀，沉淀分离后，以KIO 3和淀粉为指示剂，用KI 标准溶液滴定滤液中的过量硝酸银。
2.3.2 主要试剂和主要仪器
（1）AgNO 3标准溶液：c （AgNO 3）=0.02mol/L ；
（2）NaCl 标准溶液：c （NaCl ）=0.02mol/L ，用已在500～600℃灼烧恒重的优级纯氯化钠配制；
（3）2，4－二硝基苯酚饱和溶液。
2.3.3 测定步骤
移取25.00mL 试液于锥形瓶中，加入20mL 水和3～5滴2，4－二硝基苯酚饱和溶液，此时溶液为无色。逐滴加入氢氧化钠溶液至溶液刚变为黄色，此时pH=2.8~3.5。移入10.00mL 硝酸银标准溶液，有白色沉淀产生。再加入2～3滴甲基紫溶液，溶液呈蓝色。用NaCl 标准溶液滴定至红紫色并伴有沉淀凝聚现象即为终点。
2.3.4 计算
氯化物（以Cl －计）的百分含量为：
100)
/(1046.35)(003
22113???-=-V V m V c V c X 100)(03546.0002211?-=V
m V V c V c 式中 c 1——AgNO 3标准溶液的浓度，mol/L ；
V 1——加入AgNO 3标准溶液的体积，mL ；
c 2——NaCl 标准溶液的浓度，mol/L ；
V 2——滴定用去NaCl 标准溶液的体积，mL ；
m 0——试样的质量，g ；
V 0——试样的总体积，mL ；
V ——被滴定的试样体积，mL ；
35.46——Cl -的摩尔质量，g/mol 。
2.3.5 注意事项
（1）由于测定时pH ＝2.8~3.5，因此磷酸银不会发生沉淀，故用这种方法磷酸根、亚磷酸根不干扰氯的测定；
（2）在酸性条件下，ATMP 与Fe 3＋能形成沉淀，因此不宜采用铁铵矾为指示剂的佛尔哈
德法测定Cl -；
（3）甲基紫有好几种同名试剂，其结构和性质都有些区别，必须用按GB603生产的甲基紫作指示剂。
三、氨基三甲叉膦酸（ATMP）的缓蚀性能评价
3.1 试验目的
（1）了解缓蚀剂性能评价的原理和应用；
（2）掌握缓蚀性能评价的方法。
3.2 方法提要
为了防止工业循环冷却水系统的腐蚀问题，一般要寻找最佳的缓蚀剂或复合缓蚀剂配方，或对合成、生产的药剂进行评价，往往首先要进行实验室试验，以评定在一定条件下药剂的缓蚀性能。
用来测定冷却水腐蚀性的方法之一是测定金属试片质量损失法(也称挂片法)，即在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率。挂片法是冷却水系统中经典测定金属腐蚀率的方法，简单，经济，实用。
冷却水的线速度是影响腐蚀率的重要因素之一，故本方法采用旋转挂片法。
3.3 试剂和材料
3.3.1 试剂
无水乙醇（化学纯）；盐酸溶液：1十3溶液；氢氧化钠镕液：60g/L；酸洗溶液：1000mL 盐酸溶液（1+3）中，加入10g六次甲基四胺，溶解后，混匀成1升。
3.3.2仪器
试验装置（图14-1）；试片：A3钢（或黄铜、18-8不锈钢），塑料镊子、脱脂棉、电吹风、干燥器。
3.4 试验条件
3.4.1 试液温度：(50±1)℃；
3.4.2 试片旋转速度：80±1 r/min；
3.4.3 试片上端与试液面的距离：应大于2cm；
3.4.4 重复试验数目：对每个试验条件，应有2～3片相同的试片进行重复试验；
3.4.5 试验周期：72h。
3.5 试验步骤
3.5.1 在试杯（2000mL）中加入15mL水处理剂贮备溶液（见附录），精确到0.1mL，加试验用水到2000mL，混匀，即为含60mg/L药剂的试液。
3.5.2 在试杯外壁与液面同一水平处划上刻线，并加一盖子，将试杯置于恒温(50±1)℃水浴中。
3.5.3 将干燥后的试片取出称量，精确到0.001g，置于试片固定装置上。
3.5.4 启动电动机，使试片按80±1 r/min的旋转速度转动，并开始计时。
3.5.5 当水蒸发后，低于刻度线时，可补加蒸馏水，使液面保持在刻线处。
3.5.6 试片运行72小时后，停止试片转动，取出试片并进行外观观察。
3.5.7 按上述操作步骤，做未加水处理剂的空白试验。
3.5.8 将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液（2.4）中浸泡3～5min，取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液（60g/L）中约30s，取出，用自来水，水冲洗，用滤纸擦拭并吸于，在无水乙醇中浸泡约3min，用滤纸吸干，置于干燥中0.5h以上，称量，精确到0.001g。
3.6 结果的表示和计算
3.6.1 以mm／年表示的腐蚀率b按下式计算：
b = 87603(m0 – m )310 / ( A2γ2t )
= 87600 (m0 – m ) / ( A2γ2t ) (14-1) 式中 m。——试片的原质量，g
m 试片酸洗后的质量，g
A ——试片的表面积，cm2；
γ——试片的密度，g/m3；
t 一—试片的试验时间，h
8760 ——与1年相当的小时数，h/年
10 ——与lcm相当的毫米数，mm/cm
3.6.2 以质量分数表示的缓蚀率η按下式计算：
η = （b0– b）/ b0 (14-2)式中：b。——试片在未加水处理剂空白试验中的腐蚀率，mm／年；
b ——试片在加有水处理剂试验中的腐蚀率，mm／年。
3.7 精密度
取二片以上试片平行测定结果的算术平均值作为测定结果；平行测定结果（试片质量损失）的偏差不超过算术平均值的±10％。
3.8附录
3.8.1 推荐的标准配制水
(1) 试剂和材料
二水氯化钙（化学纯）；硫酸镁MgSO427H2O（化学纯）；碳酸氢钠（化学纯）；氯化钠（化学纯）。
(2) 标准配制水的制备
称取1.470g二水氯化钙0.986g硫酸镁、1.316g氯化钠溶于约1.5L水中，完全溶解后，混匀；另称取0.336g碳酸氢钠溶于约0.2L水中，完全溶解后，混匀，转移到上述溶液中，用水稀释到2.0L，混匀。
3.8.2 水处理贮备溶液的配制
称取2.000克水处理药剂，溶于250mL容量瓶中，配制成8000mg/L的水处理复合药剂。
3.8.3 试片的准备
将试片用滤纸把油脂擦拭干净，然后分别在无水乙醇中用脱脂棉擦洗(每10片试片用50mL 无水乙醇)，用滤纸吸干，置干燥器中4h 备用。
3.8.4 腐蚀率的换算系数(表1)
表1 腐蚀率换算系数表
①γ为试片的密度，g/cm 3
四、氨基三甲叉膦酸（ATMP ）的核磁共振谱
对自旋量子数I 为1/2的核R 如1
1H 、C 136、F 199、P 3115、N 157等在外加磁场H 0中有两个
取向，具有不同的能量。若外加一适当频率ν的电磁辐射，就可能导致核跃迁的发生，上述电磁辐射的频率为ν：
π
γν20H =
式中γ——旋磁比或磁旋比，为基本常数，代表有关核的特性。
根据上式，若保持磁场强度不变，改变射频（称为扫频，相反称为扫场），直至磁场强度和射频的组合达到有关核的特征要求，就能观察到核的跃迁。这种情况通常称为共振。
因此不同的核在的磁场强度和频率下发生核磁共振，这样就出现了1H －NMR 、13C －NMR 和31P －NMR 。
（1）核磁共振谱仪
一般的核磁共振谱仪的结构下图所示。主要包括磁铁、扫描发生器、射频发生器、接受器线圈和记录仪等。
图15-1 核磁共振谱仪示意图
（2）化学位移
虽然从上式得到相同的核在同一磁场强度或同一频率下发生核磁共振，实际上并不如此。因为实际上共振频率不完全取决于外加磁场H0，而是取决于作用于共振核上的实际磁场值的大小。因为实际上在质子的周围还存在着运动的电子等影响，这些电子产生了屏蔽作用。此外苯环、双键、叁键的π电子对周围的质子也可产生屏蔽作用（或去屏蔽作用），这些称为磁的各向异性。因此由于分子中电子云密度的不同和磁的各向异性的不同使得不同环境的质子在不同的频率发生核磁共振，即产生了化学位移。
图15-2 氢原子周围电子对质子的屏蔽作用
图2-34 与磁的各向异性基团有关的屏蔽区
化学位移的定义是标准化合物的共振频率与某一个质子的共振频率之差。由于该差值相对于共振频率而言非常小，因此常常用相对值来表示化学位移，通常用符号δ来表示，单位是百万分之一（Parts per million，简称ppm）。一般的核磁共振谱图的横坐标是化学位移（由大到小），即磁场是小到大，纵坐标为吸收强度（如2-35图所示）。
图2-35溴乙烷的核磁共振谱图
常用的标准化合物是四甲基硅烷（Tetramethylsilane，简称TMS）。一些常见基团质子的化学位移见附录7。
（3）峰面积
在核磁共振谱图中，每组峰的面积与产生这组信号的质子数目成正比，如果把各组信号的面积进行比较，就能确定各种类型质子的相对数目。目前所使用的核磁共振谱仪一般将每个吸收峰的面积进行了积分，并在谱图上记录了积分曲线。
（4）自旋-自旋偶合——峰的裂分
我们从溴乙烷的核磁共振谱图上可以看到不是两个单峰，而是两组峰。这种裂分现象是由于质子与邻近质子相互作用的结果，称为自旋-自旋偶合。一般说来，对某一个质子来将只有在和它直接相邻的碳上有非等性质子时才产生自旋-自旋偶合（当然同一碳上的两个非等性质子之间也可以表现出偶合）。所谓非等性质子是指电子环境不同的质子，也就是在核磁共振谱图上化学位移不同的质子。一般而言，裂分数与相邻质子数有关，即裂分数为n+1，n是相邻质子的数目。
综上所述，从有机化合物的核磁共振谱可以得到大量的结构信息：质子的类型（化学环境）、质子的数目和相邻质子的数目等。
此外，从13C－NMR也可以得到许多有关化合物结构的信息，主要是从峰的数目可知化合物中C的种类，从化学位移可知C的类型。例如下述化合物a和b。
O
a
O
24.8
207.1
43.0
23.1
23.1
43.0
207.1
24.8
0100200PPM
图15－1 化合物a 的13C －NMR 图
O O
b O
O Cl 19.7
198.370.330.618.0
42.5
207.1
18.0
100200PPM
图15－2 化合物b 的13C －NMR 图
同样，31P －NMR 可以给出含P 化合物的结构信息，例如ATMP 化合物中的三个P 原子具有相同的化学环境，因而具有相同的化学位移，但是如果其31P －NMR 给出了不只一个峰，这表明该化合物不纯，可能含有杂质或副产物。
样品做核磁共振时一般配制成溶液来进行测试，为了避免干扰，在做1H －NMR 时一般用非质子溶剂，如CCl 4，CS 2和D 代溶剂，如D 2O 、DCCl 3等，在分析有关谱图时需注意D 代不完全时溶剂的干扰。
实验三、杀菌剂1227的合成与其表面活性的测定
1实验目的
（1）学习季铵盐的制备原理和合成方法；
（2）掌握表面张力、临界胶束浓度、等温吸附线的测定和计算等基本操作；
（3）掌握评价1227杀菌性能的方法。
2 实验原理
反应式：
C12H25N (CH3)2+ C6H5CH2Cl C
H5CH2N(CH3)2C12H25 Cl
6
3 试剂：
二甲基十二碳胺，苄氯。
4 仪器：
10mL圆底烧瓶，球形冷凝管，干燥管，玻璃漏斗
5 实验步骤：
在10mL圆底烧瓶中，放入 4.2g二甲基十二碳胺（月桂胺）和3g苄氯，沸石1颗，装上球形冷凝管。回流反应1h。停止加热，冷却。加入5ml无水乙醇，待固体产物析出后抽滤，尽量抽去液体，用少量乙醚洗涤，干燥，称重。
6 表面活性的测定：
6.1 表面张力的测定：见实验27。
6.2 临界胶束浓度、等温吸附线的测定与计算：见实验30。
7 杀菌性能的评价：见实验37。
实验四、水的混凝和絮凝杯罐试验方法
4.1 实验目的
（1）了解混凝、絮凝的作用原理与应用；
（2）掌握混凝、絮凝性能的评价方法和实验技术。
4.2 方法担要
混凝、絮凝是通过投加一些药剂（絮凝剂）使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳，使之聚集，絮凝成较大的颗粒而沉淀，这是工业用水预处理、给水处理的一个重要环节。
为了确定水的絮凝过程的工艺参数，如絮凝剂的种类、用量、水的pH值、温度以及各种药剂的投加顺序等．一般要作模拟试验。即在一定的水温与控制合适的搅拌强度与时间的条件下。用不同絮凝剂和投量，调节不同的水的pH值作试验，看絮凝效果。
该方法包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤。投加的絮凝剂经快速搅拌而迅速分散并与水样中的胶粒接触，胶粒开始聚集产生微絮体。通过慢速搅拌，微絮体进一步相互
接触长成较大的颗粒。停止搅拌后，形成的胶粒聚集体依靠重力自然沉降至底部。
4.3 装置
参见图34-1。
4.4 操作步骤
4.4.1 根据所设置的烧杯数目，各量取1000mL水样装入烧杯中，并将烧杯定位。然后把搅拌桨放入水中，桨片的轴要偏离烧杯中心，桨片与烧杯壁之间至少要留有6.4mm的间隙。记录试验开始时的温度。
4.4.2 把絮凝剂装入试剂架的试管中。投药前，用水将各试管中的药剂稀释至10mL。若某种药剂的投加量大于10mL，其他试管也应补水，直至体积与用量最大的药剂体积相等。添加悬浮液药剂时，应在投加前摇匀药剂。
4.4.3 开动搅拌器，在120r／min转速下快速搅拌。按药剂投加量为5、8、10、15、20、30mg/L同时向各个烧杯中投加药剂，搅拌1min。
4.4.4 降低转速至20~40r／min，转速以能够保持烧杯内颗粒均匀悬浮起来为度。慢速搅拌约20min。记录初始絮片产生的时间。
4.4.5 完成慢速搅拌后，把搅拌桨从水中提出来，观察絮体的沉降，记录大部分絮体沉降所需的时间。
4.4.6 沉降l5min后，记录烧杯底部絮片的外观。用移液管在烧杯中溶液的二分之一处吸取水样，测定水样的pH值和浊度。
4.5 实验结果的表述
做出浊度、pH值、COD与药剂浓度的关系曲线。
4.6 附录浊度的测定方法（HG/T 5-1503-85）
4.6.1 仪器
分光光度计：420nm
4.6.2 准备工作
(1) 溶液A:溶解1.00g硫酸肼[（NH2）2H2SO4]于水中，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度。
(2) 溶液B:溶解10.00g六次甲基四胺[（CH2）6N4]于水，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度。
(3) 量取5.0mL溶液A和5.0mL溶液B，放在100mL容量瓶内，混匀后，在25±3℃静置24
小时，然后稀释至刻度，并混匀。此贮存混悬液的浊度是400毫克/升。
注：各种溶液和贮存混悬液每月配一次。
(4) 标准浊度混悬液
吸取10.00mL贮存混悬液于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度混匀。此混悬液的浊度为40毫克/升。
(5) 标准曲线的绘制
用移液管分别吸取上述标准浊度混悬液（40毫克/升）5、10、15、20、25、30mL置于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。以上各溶液浊度分别为2、4、6、8、10、12毫克/升。在分光光度计上于420nm波长处，用3cm比色皿，以蒸馏水为对照，测定上述各液的吸光度，以浊度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
4.6.3 试验步骤
取色度不大，未经过过滤的水样于3cm比色皿中，在分光光度计上420nm波长处，以蒸馏水为对照，测定其吸光度，在标准曲线上查得相应的水样的浊度。
注：色度较大的水样，可将该水样用慢速滤纸过滤后作为对照，测定未过滤的水样的吸光度，在标准曲线上查得相应的水样浊度。
4.7附录HACH DR/890 colorimeter COD测定操作规程
4.7.1 方法简介
本法采用反应器消解、然后进行比色分析的方法测定水样的COD。
4.7.2 仪器药品
（1）HACH DR/890 colorimeter和HACH COD REACTOR各一套；
（2）1.00mL和2.00mL吸量管各两根，洗耳球一个；
（3）试管架一套；
（4）耐热工作手套一副；
（5）纸巾一包；
（6）HACH COD Digestion Reagent Vials三套（0～150mg/L、0～1500mg/L和0～15000mg/L 各一套）。
4.7.3 操作规程
（1）用500mL量筒量取约500mL待测样品于500mL烧杯中，置于磁力搅拌器上搅拌2min，使样品均匀。
（2）打开COD反应器电源开关，预热至150℃。
注意：此时应将COD反应器置于通风橱或在其朝向操作者的方向放置一塑料挡板。（3）根据样品的COD浓度范围选择合适的COD消解试剂瓶，如下表所示：
样品浓度范围，mg/L COD消解试剂瓶类型
0～150 低浓度范围（Low Rang）
0～1500 高浓度范围（High Rang）
0～15000 超高浓度范围（High Rang Plus）
（4）将选择的COD消解试剂瓶瓶盖打开，用吸量管吸取2.00mL待测样品于COD消解试剂瓶中（若选择的样品COD浓度范围是0～15000mg/L，则应吸取0.2mL样品）。
注意：COD消解试剂瓶使用前应检查其中的试剂，试剂不可有泼洒损失，否则易导致结果不准确，并且此试剂对人体有害。
（5）盖上COD消解试剂瓶瓶盖，拧紧，用去离子水冲洗COD消解试剂瓶外部并用纸巾擦干。
（6）用食指压住COD消解试剂瓶瓶盖，其余四指捏住瓶身，将COD消解试剂瓶轻轻颠倒
数次以使其中组分混合均匀。
（7）用2.00mL去离子水（若选择的COD浓度范围是0～15000mg/L，则应取0.2mL去离子水）代替样品，按（3）～（6）步骤制备一个空白样。
注意：空白样和待测样所选用的COD消解试剂瓶类型应一致。
（8）将制备好的样品瓶和空白瓶放入已升温到150℃的COD反应器中，保持150℃加热消解2h。
（9）关掉COD反应器电源，等待20min至COD消解试剂瓶温度降至约120℃或以下，取出COD消解试剂瓶，趁热将COD消解试剂瓶颠倒数次，然后将其置于瓶架上，等待，直至COD消解试剂瓶温度冷至室温。
注意：若此时观察到样品瓶中呈深绿色，可能是样品COD太高，应稀释后重做。
（10）按下DR/890 colorimeter面板上的键，等待3s，按下键，进入
程序选择，此时显示屏上显示PRGM ?字样，按下两键，并按键，
显示屏左下方显示字样，中下方显示COD字样，表示选择的是第16个程序，即测定的COD浓度范围是0～150mg/L。（若在样品制备步骤选择的COD浓度范围是0～
1500mg/L或0～15000mg/L，则按下两键，并按键，此
时显示屏左下方显示字样，中下方显示COD字样，表示所选择的是第17个程序，即测定的COD浓度范围是0～1500mg/L或0～15000mg/L）
注意：此处千万不能搞错，程序的选择必须与（3）～（9）步骤对应起来。
注：选择完所需程序后，还可根据需要，通过按键选择浓度表示形式（COD、O2两种形式）。
（11）打开DR/890 colorimeter前端顶盖，将COD/TNT适配器上的橡胶套取下，把COD/TNT适配器插入DR/890 colorimeter前端的比色池槽中，并轻轻旋动使适配器和比色池槽销槽对齐，压下适配器至固定。
（12）将制备好的空白样的COD消解试剂瓶外部用纸巾擦干，把空白样放入COD/TNT适配器中，轻轻压下固定，将DR/890 colorimeter前端顶盖垂直盖在COD消解试剂瓶上方，压紧。
（13）按下DR/890 colorimeter面板上的键，等待3s，显示屏上显示0 mg/L。
（14）将制备好的样品的COD消解试剂瓶外部用纸巾擦干，并将其放入COD/TNT适配器中，盖上DR/890 colorimeter 顶盖（见（12））。
（15）按下DR/890 colorimeter面板上的键，等待3s，显示屏上将显示样品的COD值，记录此值。
（16）实验结束后，取出COD消解试剂瓶，连续按DR/890 colorimeter面板上的键直至仪器关闭，将DR/890 colorimeter 顶盖按原样装好。
（17）将实验结束后的残液倾入废液桶中，集中处理。
反渗透阻垢剂阻垢性能评价 1前言 在反渗透脱盐技术不断应用到工业化生产的过程中，由于水源的限制、工艺流程设计的缺陷及水处理化学添加剂的盲目选择，致使反渗透系统出现了各种各样的污染结垢问题，严重降低了反渗透设备的使用率及使用效果．其中由于使用不兼容的反渗透阻垢剂而造成的结垢情况越来越严重，筛选与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。作者通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验，选择最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。 反渗透技术是目前水处理脱盐工艺中最成熟的物理脱盐技术之一。在设计及使用过程中被越来越多地应用到工业化生产中，不同用户的水源情况及用水要求等条件的差异化，形成了不同工艺流程的反渗透水处理系统，如果工艺设计不完善或者操作不当以及化学添加剂与水源不兼容等情况发生时，往往会导致反渗透系统出现产水量及产水品质的下降．严重时会导致反渗透系统中的主要元件——反渗透膜元件提前报废，因此对反渗透膜元件的保护在整个系统设计及运行过程中尤其重要。反渗透工艺属于物理脱盐技术，原理为利用自然条件下渗透的现象，给原水一定压力(大于渗透压)，通过一种由高分子有机材质制成的具有选择性透过的半透膜，使水分子和原水中不溶性物质及大部分盐类分离，盐类及不溶性物质会随着淡水的透过而在进水／浓水通道中浓缩，随着浓缩倍数的增加，一些难溶盐类会趋于结垢，为了防止这种结垢发生，在反渗透的进水中往往添加一种阻垢分散剂，抑制垢类的生成。而如何选择与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验，在一定硬度情况下，评价不同阻垢剂在同样剂量下的阻垢效果或者同类阻垢剂在不同加药量下的阻垢效果，本方法适用于中等硬度以下的水源。通过阻垢效果来筛选最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。评估的阻垢剂为：国产品牌A(MW系列，聚羧酸盐系列)；进口品牌B(标准液，聚丙烯酸盐系列)；进口品牌C(8倍浓缩液，无机磷系列)；进口品牌D(4倍浓缩液，无机磷系列)；进口品牌E(标准液，有机磷系列)。通过对上述5种品牌的反渗透阻垢剂进行试验分析，探讨了国内外不同品牌的阻垢剂阻垢性能的差异。 2试验原理及方法 2．1 试验原理 测定溶液的电导率可以间接地表示水中溶解盐类物质的多少，当溶液中有盐类沉淀析出时，溶液中可导电的离子减少，其电导率会急剧下降，由此下降点即可计算出碳酸钙的过饱和度。过饱和度越大，阻垢剂阻垢效果越好。 2．2试验仪器及试剂 数字式电导率仪，磁力加热搅拌器，温度计，烧杯，滴定管，恒温水浴。 1 mol／L氯化钙溶液，0．1mol／L碳酸钠溶液，0．1mol／L硫酸，阻垢剂A、B、C、D、E。 2．3试验方法
中华人民共和国国家标准——水处理剂阻垢性能的测定—碳酸钙沉积法GB/T16632一1996 1.范围：本标准规定了同类水处理剂抑制碳酸钙析出的阻垢性能的测定方法，即碳酸钙沉积法。本标准适用于同类水处理剂抑制碳酸钙析出的阻垢性能的评定。 2.引用标准：下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T601--88化学试剂滴定分析(容量分析)用标准溶液的制备 GB/T603--88化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备(neq ISO 6353-1:1982) GB/T6682-92分析实验室用水规格和试验方法(eqv ISO 3696:1987) 3.方法提要：以含有一定量碳酸氢根和钙离子的配制水和水处理剂制备成试液。在加热条件下，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙。达到平衡后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度愈大，则该水处理剂的阻垢性能愈好。 4.试剂和材料：试验方法中所用试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T6682规定的三级水。试验中所需标准溶液、制剂及制品，在没有注明其他规定时，均按GB/T601,GB/T603的规定制。 4.1氢氧化钾溶液:200g/L。 4.2硼砂缓冲溶液:PH≈9,称取3.80g十水四硼酸钠(Na2B407·lOH2O)溶于水中并稀释到1L。 4.3乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准滴定溶液:c(EDTA)约0.01mol/L。 4.4盐酸标准滴定溶液:c(HCl)约0.1mol/L。 4.5钙一羧酸指示剂:称取0.2g钙一羧酸指示剂［2-羧基-1(2-羧基-4-磺基-1-萘偶氮)-3-萘甲酸］ 与100g氯化钾混合研磨均匀，贮存于磨口瓶中。 4.6溴甲酚绿一甲基红指示液。 4.7碳酸氢钠标准溶液:1mL约含18.3mgHCO3- 4.7.1制备：称取2 5.2g碳酸氢钠置于100mL烧杯中，用水溶解，全部转移至1000mL容 量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。贮存期30d。 4.7.2标定：移取 5.00mL碳酸氢钠标准溶液置于250mL锥形瓶中，加约50mL水，3-5滴溴甲酚绿一甲基红指示液，用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由浅蓝色变为紫色即为终点。 4.7.3计算：以mg/mL表示的碳酸氢根离子(HCO3-)的浓度(X1)按式(1)计算:
Vol.28No.4 Apr.2012 赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第4期（下） 2012年4月结垢是油田产出水过程中遇到的常见问题之一.目前，预防结垢最常用的方法之一是投加阻垢剂.阻垢剂作为油田高含水期广泛使用的水处理剂，具有低成本，见效快等优点，还可以有效的保护油井井筒及地面集输系统.含磷阻垢剂的阻垢效果比较好，尤其是对碳酸钙的阻垢效果极佳，是近年来国内外油田主要使用的阻垢剂产品.但是，磷的排放会给环境带来很大的危害，阻垢剂投入使用后，其水解所产生的磷化合物会造成水体的富营养化，使菌藻等水体植物大量繁殖，形成赤潮，导致水生生物死亡，饮用水水源恶化.给人类环境带来不可忽视的危害.随着人类对环境重视程度的提高、水资源的保护和节约力度的加大，以及环保法规的日益严格，低磷、无磷阻垢剂的开发已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题. 本文在不引入磷的条件下，根据阻垢剂结构与性能的关系，用顺丁烯二酸酐、丙烯酸、2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸、丙烯酰胺为原料，在过氧化氢引发剂引发聚合反应的条件下合成了一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂.1无磷阻垢剂的合成 1.1 实验试剂 顺丁烯二酸酐（分析纯）；丙烯酰胺（工业级）； 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（工业级）；烯丙基磺酸钠（工业级）；丙烯酸（工业级）；双氧水（分析纯）；过硫酸钾（分析纯）.1.2实验仪器及装置 85—2型恒温磁力搅拌器；电接点温度计；三 口烧瓶；恒压漏斗；冷凝管；移液管；FA1004上皿电子天平（0.1mg ）.1.3 阻垢剂的合成方法 将配有温度计、 恒压滴液漏斗和回流装置的三口烧瓶固定在恒温磁力搅拌器上，在三口瓶中加入一定比例的蒸馏水、顺丁烯二酸酐和磺酸类单体，待所有固体完全溶解后加入丙烯酸.在该聚合体系升至一定温度后，在搅拌的条件下开启恒压滴液漏斗滴加引发剂，进行共聚反应.根据烧瓶中溶液的多少来调节滴加引发剂的速度.使引发剂的滴加时间在1h 左右.引发剂滴加完毕后， 在该温度下继续搅拌一定时间，使聚合反应完全.待反应结束后，冷却至室温，产物为淡黄色或无色的液体.2阻垢剂阻垢性能的评价 2.1 阻垢剂加量 评价条件：温度： 70℃，溶液：7，阻垢时间：5h ，阻垢结果如图1. 根据图1的结果可知，要达到理想的阻垢效果，阻垢剂加量应达到一定值.图1显示，当其加量为25mg/L 时， 阻垢剂的阻垢率已经达到90%以上，在达到一定浓度后，阻垢率趋于平稳，其阻垢性能 无磷阻垢剂的合成及其性能评价 冷曼希,冉 飞 （西南石油大学，四川 南充637001） 摘要：针对油田生产过程中含磷阻垢剂的添加对环境的危害，本文以顺丁烯二酸酐、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、 丙烯酰胺为原料，在过氧化氢引发剂引发聚合反应的条件下合成了一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂.并考察了阻垢剂加量、温度、防垢时间、体系pH 值及成垢离子浓度对防垢性能的影响.结果表明，在80℃下，防垢时间为15h 时防垢率在90%以上， 100℃下防垢率仍可达85%以上. 关键词：阻垢剂；无磷；阻垢性能；性能评价中图分类号：TQ085+412 文献标识码：A 文章编号：1673-260X （2012）04-0206-02 206--
EDTMPS用于循环水和锅炉水的缓蚀阻垢剂、无氰电镀的络合剂、纺织印染行业螯合剂和氧漂稳定剂。 技术指标 项目 指标 外观 黄棕色透明液体 活性组分（以EDTMPS计）% ≥ 28.0 有机膦（以PO4 计）% ≥ 10.0 亚磷酸（以PO3计）% ≤ 5.0 磷酸（以PO4计）% ≤ 1.0 PH值（1%水溶液） 9.5-10.5 密度（20℃）g/cm ≥ 1.25 氯化物（以Cl计）% ≤ 3.0 在循环冷却水中单独投加时，一般剂量2～10mg/L。EDTMPS与HPMA按1:3比例复配后，可用于低压锅炉炉内水处理。EDTMPS也可与BTA、PAAS、锌盐等复配使用。 EDTMPS用塑料桶包装, 每桶25kg或根据用户需要确定。贮于室内阴凉处，贮存期六个月。EDTMPS为弱碱性，操作时注意劳动保护，应避免与皮肤、眼睛等接触，接触后应立即用大量清水阻垢缓蚀剂 编辑 阻垢缓蚀剂是由有机膦、优良共聚物及铜缓蚀剂等组成，对碳钢、铜及铜合金都具有优良缓蚀性能，对碳酸钙、磷酸钙有卓越的阻垢分散性能。本品主要用于敞开式循环冷却水处理系统，对含铜设备的系统特别适合。本品可用于高pH、高碱度、高硬度的水质，是目前较理想的不调pH碱性运行的水处理剂之一。 目录 1分类 ?氨基三甲叉膦酸ATMP ?羟基乙叉二膦酸HEDP ?乙二胺四甲叉膦酸钠EDTMPS ?DTPMPA ?多元醇磷酸酯PAPE 2常见配方 1分类 编辑 阻垢缓蚀剂种类繁多，通常是一些结构特别化合物的复配，且要根据金属表面状况、腐蚀介
质组成及运行情况等因素进行种类选择。在水处理中常用的阻垢剂有无机聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸等。 阻垢缓蚀剂的类别有很多，兼具缓蚀与阻垢功能的产品主要有： 有机磷类阻垢缓蚀剂：如ATMP、HEDP、DTPMPA、EDTMPS、HPAA等； 另外少量的聚合物也含有一定的阻垢缓蚀功能，如膦酰基羧酸共聚物、绿色阻垢缓蚀剂PESA、PASP等。 阻垢缓蚀剂主要应用于工业循环水系统如电厂、钢铁厂、化肥厂、油田注水系统等等。一般的终端用户使用单一药剂作为阻垢缓蚀剂的不多，要根据系统情况设定方案，投加专用的缓蚀阻垢剂。 另外还有很多专用的缓蚀剂，如MBT(铜缓蚀剂）、BTA、TTA、以及盐酸酸洗缓蚀剂等。氨基三甲叉膦酸A TMP ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。 缓蚀阻垢剂 ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。A TMP 用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。A TMP在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。ATMP固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。由于纯度较高，可用作纺织印染行业的金属螯合剂及金属表面处理剂。 羟基乙叉二膦酸HEDP HEDP是一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。HEDP在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机磷酸（盐）好。HEDP可与水中金属离子，尤其是钙离子形成六圆环螯合物，因而HEDP具较好的阻垢效果并具明显的溶限效应，当和其它水处理剂复合使用时，表现出理想的协同效应。HEDP固体属于高纯产品，适用于冬季严寒地区；特别适用于电子行业的清洗剂和日用化学品添加剂。 HEDP广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统及中、低压锅炉、油田注水及输油管线的阻垢和缓蚀；HEDP在轻纺工业中，可以作金属和非金属的清洗剂，漂染工业的过氧化物稳定剂和固色剂，无氰电镀工业的络合剂。HEDP作阻垢剂一般使用浓度1~10mg/L，作缓蚀剂一般使用浓度10~50mg/L；作清洗剂一般使用浓度1000~2000mg/L；通常与聚羧酸型阻垢分散剂配合使用。 HEDP液体用塑料桶包装，每桶30Kg或250Kg；HEDP固体用内衬聚乙烯袋的塑料编织袋包装，每袋净重25kg，也可根据用户需要确定。贮于室内阴凉通风处，防潮，贮存期十个月。 HEDP为酸性，应避免与眼睛、皮肤接触，一旦溅到身上，应立即用大量水冲洗。 乙二胺四甲叉膦酸钠EDTMPS Ethylene Diamine Tetra (Methylene Phosphonic Acid) Sodium 别名：乙二胺四亚甲基膦酸钠、乙二胺四亚甲基磷酸、乙二胺四甲叉磷酸 CAS No. 1429-50-1
辽宁莱特莱德环境工程有限公司 https://www.doczj.com/doc/e210021629.html, 高温水中阻垢剂阻垢性能的影响因素 水资源是经济发展的重要能源之一。随着现代工业的发展,换热介质水的温度大大提高,现有水处理剂及相应阻垢剂已很难适用高温冷却水处理需要,研究开发能适应高温条件下使用的水处理化学药剂及相应阻垢剂已十分必要。为此,采用静态法筛选出耐高温、热稳定性能好的水处理剂阻垢成份,并研究了其阻垢性能。 阻垢剂实验装置 静态阻垢实验装置主要由三颈烧瓶、冷凝管、导电表、继电器、加热套等组成。继电器与导电表控制加热套对溶液加热并使试液恒温于100 ℃。通过回流冷凝器作用使试液体积恒定不变。 阻垢剂效果比较 采用静态阻垢法研究了PBTCA、HEDP、PC2604 三种阻垢剂在5 mg/ L 的使用浓度下,于100 ℃的自来水和配制水中的阻垢效果, 可知,在自来水和配制水中,阻垢效果在较高温度下易发生水解,使其阻垢性能降低。 体系阻垢率与pH 的关系 在配制水中无论是否加入阻垢剂,增大体系的pH 值,均会使体系结垢倾向增大。这是因为pH 值增大,易导致CaCO3 成垢。但加入阻垢剂后,可明显降低体系结垢率。阻垢剂的阻垢率随着HCO-3 浓度的增加而按抛物线规律变化。 钙离子与复合配方阻垢性能的关系 然随Ca2 + 浓度的增大,体系结垢率降低,但不是十分明显,且在所研究的浓度范围内,体系的结垢率很小。这可能是在所研究的条件下,由于阻垢剂的作用,使得CaCO3 垢难于形成的缘故。故可认为Ca2 + 浓度对体系结垢率作用不大。 总结 (1) 在高温条件下,与HEDP 和PC2604 相比,PBTCA 具有较为理想的阻垢性能。考虑到经济效益和阻垢性能, 则以2 mg/ L PBTCA 与4 mg/ LHEDP 复合使用时为佳。 (2) 2 mg/ L PBTCA + 4 mg/ L HEDP 复合阻垢剂在pH 值为812 、Ca2 + 和HCO -3 的质量浓度分别为550 mg/ L 、500 mg/ L 高温水体系中使用时,有最佳的阻垢效果。 (3) 随着体系中HCO -3 浓度和pH 值的增加,体系的结垢倾向加大,而Ca2 + 离子的作用不十分明显;但加入PBTCA 与HEDP 复合阻垢剂,将有利于降低体系的结垢率。 辽宁莱特莱德环境工程有限公司 https://www.doczj.com/doc/e210021629.html,
AAAMPS和T―225低温条件下碳酸钙阻垢性能评价 1 引言 在循环冷却水处理中，为防止系统结垢，最简洁有效的方法是在循环冷却水中投加阻垢剂。AA/AMPS由丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚而成，是最为常用的一种磺酸盐共聚物，其对碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙有较好的抑制作用，能有效地分散颗粒物，稳定金属离子和有机膦酸[1，2]；T-225由丙烯酸和丙烯酸羟丙酯共聚而成，其对碳酸钙特别是磷酸钙有好的抑制作用[3]。AA/AMPS和T-225是循环冷却水处理中应用最为广泛的两种阻垢分散剂，通常与有机膦酸和锌盐复配，起到协同增效作用。 一般循环冷却水的供水温度为20～30℃，在换热器中与高温工艺介质间接换热后，温度升高，由于循环冷却水的接触介质温度较高，因此研发的阻垢剂均为高温阻垢剂。空分装置的空气预冷系统同样以循环冷却水作为换热介质，但是需要先对循环水进行降温处理[4～7]，通常先将循环水输送至水冷塔，与氮气直接接触换热后水温降至12～15℃，然后再经冰机冷却器换热，水温继续降至5～8℃，循环水在不断降温过程中，水的粘度、pH值等理化性质发生了改变，AA/AMPS和T-225等常规阻垢剂是否还能起到良好的阻垢效果，研究较少。笔者通过试验考察了AA/AMPS和T-225在低温条件下对碳酸钙的阻垢性能。 2 实验部分 2.1 材料和仪器 AA/AMPS：固含量50%，购自山东泰和水处理科技股份有限公司； T-225：固含量50%，购自山东泰和水处理科技股份有限公司；无水氯化钙、
碳酸氢钠、四硼酸铵均为分析纯，购自北京化工试剂公司。 LRH-250生化培养箱：上海一恒科技有限公司；PHS-3C型pH计：上海精密科学仪器有限公司；三角瓶：北京博美玻璃有限公司。 2.2 实验方法 在去离子水或自来水中加入一定质量的无水氯化钙和碳酸氢钠，搅拌均匀，得到实验用水。 取200 mL实验用水于三角瓶中，加入一定浓度的AA/AMPS或T-225，再加入1g/L四硼酸钠，摇匀后置于LRH-250生化培养箱，恒温静置一定时间，然后过滤，测定溶液中的钙离子浓度，并计算阻垢率。 2.3 分析方法 Ca2+浓度的测定采用EDTA络合滴定法，参照GB 6986-86。 2.4 计算方法 碳酸钙阻垢率η=Ca2+1-Ca2+0Ca2+-Ca2+0×100% 其中，Ca2+为起始钙离子浓度； Ca2+0为未加入阻垢剂的空白试液实验后的钙离子浓度； Ca2+1为加入阻垢剂的试液实验后的钙离子浓度。 3 结果与讨论 3.1 温度对AA/AMPS和T-225阻碳酸钙垢效果的影响 循环水经水冷塔换热后，温度降至12～15℃，再经冰机冷却器换热后，温度继续降至6～8℃，因此考察AA/AMPS和T-225在不同温度条件下对碳酸钙的阻垢效果。采用去离子水配水，起始Ca2+浓度为476.2 mg/L，碱度为600 mg/L，试验时间2h，AA/AMPS和T-225投加浓度为9 mg/L，试
3水质分析及药剂评价方法 3.1 污水水质分析 各种离子、矿化度等根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY5523-92《油气田水分析方法》、SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》及国家环保局颁布的《水和废水监测分析方法（第三版）》规定的内容方法进行测定。 3.2 腐蚀率测定方法 3.2.1 原理 将试片悬挂在注水系统中，在正常生产条件下，3d 后取出，根据试验前后试片的损失量计算平均腐蚀速率。 3.2.2 实验后试片的处理 将试片取出，用滤纸轻轻擦去油污。用丙酮洗油后放置于清洗液中1～5min （清洗时用毛刷轻轻刷洗），试片清洗后用蒸馏随冲洗，再用乙醇脱水并用滤纸擦干表面，将其存放于干燥器中4h 后称量。 3.2.3 计算结果 平均腐蚀速率按下式计算： ρ f hf qf st m m F 3650 )(?-= 式中：F －平均腐蚀速率，mm/a ； m qf 、m hf —试验前、后试片质量，m ； S —试片表面积，cm 2； t f —挂片时间，d ； ρ—试片材质密度，g/cm 3。 3.3 缓蚀剂评价方法 缓蚀剂的测试评价主要在各种条件下，对金属在腐蚀介质中，有无缓蚀剂时的腐蚀速率，从而测定缓蚀效率、最佳添加量和最佳使用条件。 缓蚀剂的性能可以通过缓蚀率η表征。缓蚀率越大，缓蚀性能越好。
%1000 1 0???-?= m m m η 式中：η—缓蚀率（％）； Δm0—空白试验（无缓蚀剂）中试片的质量损失，g ； Δm1—加药试验（有缓蚀剂）中试片的质量损失，g ； 注水水质标准规定，注入水的平均腐蚀速率应不大于0.076mm/a 。所以，在油田注水系统，通常使用腐蚀速率来评价缓蚀剂的优劣。 平均（均匀）腐蚀速率的计算公式如下： ρ ??-??= t S m m r corr 114) (1076.8 式中：r coor —平均（均匀）腐蚀速率，mm/a ； m —试验前的试片质量，g ； m 1—试验后的试片质量，g ； S 1—试片的总面积，cm2； ρ—试片材料的密度，g/cm3； t —试验时间，h 。 本文对缓蚀剂性能评价采用常压静态腐蚀速率测定方法。 3.4 水型分析 污水水型分析采用苏林分类法。 3.4.1 方法提要 化学法所测油气水各组成以毫摩尔／升（mmol/L ）为单位，计算原生水型特性参数，判别油气田水的水型。 3.4.2水型判别 油气田水水型与原生水型特性系数的关系见表2.5。 表2.5 油气田水水型与原生水型特性系数的关系
I C S07.060;77.060 A29 中华人民共和国国家标准 G B/T34550.2 2017 海水冷却水处理药剂性能评价方法 第2部分:阻垢性能的测定 M e t h o d f o r e v a l u a t i o no f c o o l i n g s e a w a t e r t r e a t m e n t a g e n t s P a r t2:D e t e r m i n a t i o no f s c a l e i n h i b i t i o n p e r f o r m a n c e 2017-09-29发布2018-01-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中华人民共和国 国家标准 海水冷却水处理药剂性能评价方法第2部分:阻垢性能的测定 G B/T34550.2 2017 * 中国标准出版社出版发行 北京市朝阳区和平里西街甲2号(100029)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址:w w w.s p c.o r g.c n 服务热线:400-168-0010 2017年9月第一版 * 书号:155066四1-58027
前言 G B/T34550‘海水冷却水处理药剂性能评价方法“分为四个部分: 第1部分:缓蚀性能的测定; 第2部分:阻垢性能的测定; 第3部分:菌藻抑制性能的测定; 第4部分:动态模拟试验方法三 本部分为G B/T34550的第2部分三 本部分按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本部分由国家海洋局提出三 本部分由全国海洋标准化技术委员会(S A C/T C283)归口三 本部分起草单位:国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所二天津市塘沽中海防腐技术开发公司和天津国投津能发电有限公司三 本部分主要起草人:吴芸芳二成国辰二尹建华二焦春联二徐旭二吴东霞二张文帅二李运平二徐娜三
阻垢剂 - 简介 阻垢剂（scale inhibitor）阻碍或延缓水中不溶盐类的沉积的药剂。阻垢剂（scale inhi bitor）：是指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。冷换设备防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成，为单组分。它具有优异的屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。 阻垢剂 - 作用机理 缓蚀阻垢剂的作用机理分为: 络和增溶作用、晶格畸变作用、静电斥力作用。 络和增溶作用 1.络和增溶作用是共聚物溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。 晶格畸变作用 2.晶格畸变作用是由分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成; 静电斥力作用 3.静电斥力作用是共聚物溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。 阻垢剂 - 分类 有机膦系列阻垢剂、有机膦酸盐阻垢剂、聚羧酸类阻垢分散剂、复合阻垢剂、RO阻垢剂 阻垢剂的作用： 1、有机膦系列阻垢剂 ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。 HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸（盐）好。
阻垢剂分类 阻垢剂可按照多种方法进行分类。 根据使用效能，阻垢剂可分为普通阻垢剂和高效阻垢剂。普通阻垢剂用于浓缩倍率低一些的应用场合；而高效阻垢剂则用于浓缩倍率很高的应用场合，比如RO/NF系统，浓缩倍率常常达到4倍甚至更高，浓缩后的水极不稳定，有很强的结垢倾向。因此，膜系统一般推荐使用高效阻垢剂，在膜系统中使用普通阻垢剂经实践证明很不安全。 高效阻垢剂根据pH值的不同，又可分为酸性和碱性阻垢剂。无论是酸性还是碱性，其阻垢效率的高低，取决于阻垢剂本体对水中结垢离子有效的螯合增溶作用、晶格畸变作用以及吸附与分散作用。阻垢剂溶液呈酸性或碱性，是本体在水溶液中以有机酸或其钠盐形式表现的结果。它的酸碱性并不决定其阻垢性能的好坏。至于碱性阻垢剂能改变给水的pH值，将给水的LSI值提高，造成CaCO3结垢的说法，有夸大之虞。这是因为反渗透系统的投加量非常小，一般控制值为2~3mg/L（以标准液计），而水中含有大量HCO3－物质，实属典型的缓冲溶液，如此小的剂量不可能明显改变原水的pH值，不足为虑。而某些碱性阻垢剂成分更稳定，阻垢性能更好。 阻垢原理 无机垢的形成过程可分为下面3个步骤： ● 形成过饱和溶液； ● 生成晶核； ● 晶核成长，形成晶体。 这3个步骤中有一个遭到破坏，结垢过程即被减缓或抑制。阻垢剂的作用就是有效阻止这些步骤中的一个或几个，以达到阻垢目的。阻垢剂干扰晶体生长的机理有如下几种说法： 1．螯合增溶作用 螯合增溶作用是指阻垢剂与水中Ca2＋、Mg2＋、Sr2＋、Ba2＋等高价金属离子络合成稳定的水溶性螯合物，使水中游离态钙、镁离子的浓度相应降低，这样就好像使CaCO3等物质的溶解度增大了，本来会析出溶液的CaCO3等物质实际上没有形成沉淀。 所谓阈限效应阻垢是指只需向溶液中加入少量的阻垢剂，就能稳定溶液中大量的结垢离子，它们之间不存在严格的化学计量关系，当阻垢剂的量增至过大时，其稳定阻垢作用并无明显改进。 2．晶格畸变作用 晶体正常形成的过程是微粒子（离子、原子或分子）根据特定的晶格方式进行十分有规则的排列，从而形成外形规则、熔点固定、致密坚固的物质结构。所谓晶格畸变是指在晶体生长的过程中，常常会由于晶体外界的一些原因，而使得晶体存在空位、错位等缺陷或形成镶嵌构造等畸变，其结果使同一晶体的各个晶面发育不等。晶体中这种局部组分的差异会导致晶体内部的应力，晶体本身与镶嵌物质膨胀系数的不同也会导致应力。这些应力使晶体不稳定。当环境发生某些变化时，大晶体便会碎裂成小晶体。 阻垢剂分子由于吸附在位于晶体活性生长点的晶格点阵上，使晶体不能按照晶格排列正常生长，使晶体发生畸变，使晶体的内部应力增大导致晶体破裂，从而防止微晶沉积成垢，达到阻垢目的。其过程见下图所示： 晶体生长过程阻垢剂对晶体生长的影响 3．吸附与分散作用 阻垢分散剂属于阴离子有机化合物，可因物理化学吸附作用而吸附于胶体颗粒及微晶粒子上，在颗粒表面形成新的双电层，改变颗粒表面原来的电荷状况。于是，因同性电荷相排斥而使它们稳定地分散在水体中。
工业循环水阻垢性能的测定方法 ----静态法 一、方法提要 静态法是常用的测定水处理剂阻垢性能好坏的方法。在试验给定条件下，用循环水补充水在80℃水浴中浓缩一定倍数，最后通过试验前后YD、Ca2+的浓缩倍率及实际浓缩倍率计算出阻垢率，从而对药剂阻垢性能进行评定。 二、试剂和材料 ①EDTA标准溶液：c（1/2EDTA）=0.0100mol/L；c（1/2EDTA）=0.1000mol/L。 ②AgNO3标准溶液：1.0000mg/L。 ③H2SO4标准溶液：c（1/2 H2SO4）=0.1000mol/L。 ④氨－氯化铵缓冲溶液：pH=10。 ⑤200g/L氢氧化钾溶液。 ⑥0.5%铬黑T指示剂。 ⑦1%酚酞指示剂。 ⑧甲基红-亚甲基蓝指示剂或甲基橙指示剂。 ⑨10%铬酸钾指示剂。 ⑩钙－羧酸指示剂：称取0.2g钙－羧酸指示剂与100g氯化钾混合研磨均匀，贮存于磨口瓶中。 三、仪器和设备 1.恒温水浴锅。 2.烧杯（1000 ml）、锥形瓶（250ml）、吸量管、量筒等。 四、试验条件 水浴温度应控制在80±1℃。 五、试验步骤 （1）准备试验用水。将循环水补充水装入1000ml烧杯中，并按一定加药量加入水处理剂。（2）将装有试验用水的烧杯放入水浴锅中，恒温80℃，按实际运行条件要求的浓缩倍数进行浓缩。同时做空白试验。 （3）浓缩等待过程中，测定补充水的YD、Ca2+、Cl-、pH、JD各项指标。 （4）试液不加盖，自然蒸发，达到要求的浓缩倍数后，取出烧杯。 （5）测定浓缩后空白及加药水样的YD、Ca2+、Cl-、pH、JD各项指标。
（6）根据测定结果计算阻垢率。 六、结果计算 （1）计算公式： 等） 、（或试验前等）、（或试验后浓缩倍率YD Ca Cl YD Ca Cl +-+-=22 浓缩倍率 ）浓缩倍率（或阻垢率-+=Cl Ca YD 2 注：试验结果用Cl －浓缩倍率当作实际浓缩倍率。 （2）再通过空白试验阻垢率与加水处理药剂后阻垢率的比较，确定水处理剂阻垢性能的好坏。 注：根据空白试验阻垢率的计算，可以判断水质为结垢型或腐蚀型水质，同一种水处理剂对不同类型的水质，效果也有很大差别。
缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢性能 实验方案 1、试验原理 1.1 极限碳酸盐碱度试验原理 补充水在循环过程中不断浓缩，在没有沉淀析出时，循环水的碱度(JD)应于 补充水的碱度(JD)成线性关系，即JD 循=K·JD 补 （K为浓缩倍数）。由于冷却水在浓 缩过程中，水中CO2不断逸去，pH不断上升，导致水中重碳酸盐的平衡破坏，CaCO3晶体从溶液中析出，即出现沉淀析出现象，JD循与JD补之间不再成线性关系，此时对应的JD 循 为极限碳酸盐碱度。 1.2缓蚀性能试验（旋转挂片试验测试腐蚀率） 参照国标《GB/T18175 -2000 水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》进行实验。 2、试验水样配置 2.1 水样配置 （1）分别取原水水样和软化水水样若干，然后配制原水：软化水=3:1（水样Ⅰa）水样约40L； （2）从配制好的水样Ⅰa中取2L水样放入2L烧杯中做空白； （3）取5.00克CN-101加入1000ML容量瓶中加水定容成试剂液○1，取5.00克CN-101A加入1000ML容量瓶中加水定容成试剂液○2； （4）准确量取25.0L水样Ⅰa于塑料桶中，然后量取试剂液○1○2各25.00ml，加入含有25.0L水样Ⅰa中，配制成含有缓蚀阻垢剂的水样Ⅱa（浓度为5ppm的CN-101和5ppm的CN-101A)备用。
（5）按照下表的分析项目进行分析检测 表1 原水：软水＝3：1 取样日期：2016年8月16号分析日期：2016年8月号 3试验方法 （1）把水样Ⅱa和Ⅱb分别取2000 ml水样放入8个烧杯中并做好标识，然后一起放入45℃旋转挂片仪水浴槽中，设定转速约100转/分钟，自然蒸发至体积为原来体积的1/4-1/5，实验过程中需要取样分析试液中Ca2+、Cl-、PH、电导、Mg2+、总碱度。分析频率在水样浓缩至1/3（浓缩倍数约3倍）开始取样分析，至1/4（浓缩倍数约4倍）后，其中两个烧杯开始加大分析频率，至其ΔA值≥0.2可认为到达理论上的极限值，据此可计算出阻垢缓蚀剂的阻垢能力。并按记录表格填写记录，。 （2）试验应做空白对比试验（不加阻垢剂，其他条件相同）内测定ΔA值，注意观察烧杯中是否出现大量白色垢物。 （3）极限碳酸盐实验终点判断标准 ΔA=循环水Cl-/补充水Cl--循环水JD/补充水JD≥ 0.2 （4）浓缩至1/4（浓缩倍数约4倍）时，除了两个烧杯继续做极限碳酸盐实验外，把剩余的六个烧杯分成两组，把每组3个烧杯的浓缩液转移至1L烧杯中，参照国标《GB/T18175 -2000 水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》标准进行A3碳钢挂片实验。 （5）实验期间并通过补充纯水保持浓缩水样的浓缩倍数在5倍左右，一定的时间后（72h）将试片取出处理后，测其重量变化（精确至0.1mg），按下面的公式计算其腐蚀速率：腐蚀速率=87600·△W/（S·ρ·T）mm/a 式中：△W —试片的失重，g;
DT-204灰水阻垢剂 一、性能特点： 本品是由有机膦酸、聚羧酸、磺酸盐共聚物组成的； 具有螯合、分散性能的复合阻垢剂，具有最佳协同效应，能够使晶体产生晶格畸变，从而使晶粒之间难于形成致密而牢固的垢层； 药剂分散性使微粒难于接触和碰撞，使微粒能较长时间分散在水中并随排污水排出系统，以保持灰水管道的正常运行； 二、质量指标： 项目指标 外观红棕色透明液体 固体含量% ≥40.0 磷酸盐含量（以PO43-计）%，≥20.0 PH（1%水溶液）≤ 3.0 密度（20℃）g/cm3≥ 1.20 三、用途： 本品主要是针对火电厂灰水水质，高PH值、高碱度、高硬度等水质条件而筛选出来的复配的阻垢剂。主要用于火电厂输灰回水的阻垢，可作为电厂输灰水的专用阻垢剂。一般使用浓度为3～10mg/L。四、包装与贮存： 本品用25L或200L塑料桶装，贮存期为十个月。 五、安全防护： 本品为酸性，应避免与眼睛、皮肤或衣服接触，一旦溅到身上，应立即用大量清水冲洗。 DT-204 Ash water scale inhibitor 1,Properties: It is compounded by organic phosphorus acid, sulfosalt Copolymer, and carboxylic acid copolymer. It has the effect of chelating and dispersing ability, has the best synergistic effect, it can let the crystalloid come into latticing deformation, in order to let the grain form to Compact scale layer. The dispersing ability let the atoms difficult to get touch to each other, then the atoms can disperse in water for a long time, and be discharged together with sewage, and keep the tube work well.
2－吡咯烷酮－5－羧酸钠（PCANa）的合成和应用性能中国纺织大学透明固体或粉末 PCA-Na的吸湿试验· 试验条件：相对湿度81％(盛有(NH 4) 2 S0 4 饱和溶液)的干燥器置于20℃恒温室中；； 相对湿度43％(盛有K 2CO 3 饱和溶态)的干燥器置于20℃恒温室中。 试验过程：精确称取10g(精确至0．0001g)保湿剂样品．置于培养皿，放人恒温湿的干燥器中，每隔2小时称重一次，得相应的吸湿串(％)： PCA-Na的保湿试验· 试验条件：相对湿度43％(盛有K 2CO 3 饱和溶态)的干燥器置于20℃恒温室中；盛有 硅胶的干燥器置于20℃恒温室中． 试验过程：精确配制含水15％的样品，置于培养皿，放入恒温恒湿的干燥器中，每隔2小时称重一次，得相应的失水率[％]： 甘油（GLY）山梨醇（SOR）木糖醇（XYL）
壳聚糖及其衍生物的制备和保湿吸湿性能评价 ．河南科技大学化工与制药学院 3 保湿吸湿性能的测定 3．1 仪器和试剂 玻璃干燥器，湿度计。硫酸铵、无水氯化钙、山梨醇，分析级；透明质酸，化妆品级；甘油，化学纯。 3．2 实验方法 3．2．1 单一保湿剂吸湿性能的测定 测定化妆品的保湿性需在选定的恒温、恒湿的环境下进行，在缺乏湿度自动调节的情况下，我们采用在密闭小容器中放置某一化学试剂的饱和水溶液，使之在室温下保持一定的相对湿度。据文献报道，采用硫酸铵、碳酸钾和氯化钙饱和溶液，用干湿球温度计分别测量它们的相对湿度。结果显示硫酸铵饱和溶液可维持环境相对湿度为82％，碳酸钾饱和溶液可维持环境相对湿度为43％，而氯化钙饱和溶液可维持环境相对湿度为29％。 将待测保湿剂试样研细成粉末，在105~C下干燥至恒重，取两份分别精确称量1g，置于温度20℃、湿度为82％和43％的干燥器中，放置4h、24h、48h后 称重。然后根据公式计算试样的吸湿率。 A =(M 2一M 1 )／M 1 ×100％ 式中：A，试样的吸湿率，％；M 1放置前试样质量，g； M 2 ，放置后试样质量，g。 3．2．2 单一保湿剂保湿性能的测定 分别取待测保湿剂试样0．1g配制成水溶液，涂敷在贴有透气胶带的玻璃板上，置于温度20℃、湿度为82％和29％的干燥器中，分别在放置4h、24h、48h后称
阻垢剂性能评价试验 一．实验目的 掌握碳酸钙沉积法评价水处理剂抑制碳酸钙析出的测定方法。 了解不同阻垢剂的阻垢性能。 了解阻垢剂的作用原理。 二．实验原理 以含有一定量的碳酸氢根和钙离子的配制水和阻垢剂制成试液。在加热条件下，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，达到平衡后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度越大，则该阻垢剂的足够新能越好。 2HCO 3-+Ca 2+Ca(HCO 3)2 Ca(HCO 3)2 CaCO 3+H 2O +CO 2 三．实验药品与仪器 ①氢氧化钠溶液：200g/L 。 ②硼砂缓冲溶液：pH ≈9，称取 3.80g 十水四硼酸钠(Na 2B 4O 7.10H 2O)溶于水中并稀释到1L 。 ③乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准滴定溶液：c (EDTA)约为0.01mol/L 。 ④盐酸标准滴定溶液：c (HCl)约为0.1mol/L 。 ⑤钙-羧酸指示剂：称取0.2g 钙-羧酸指示剂与100g 氯化钾混合研磨均匀，储存于磨口瓶中。 ⑥溴甲酚绿-甲基红指示液。 ⑦水处理剂试样溶液：1.00mL 含有0.500mg 阻垢剂（以干基计）。 ⑧恒温水浴：温度可控制在（80±1）℃。 ⑨锥形瓶：500mL ，配有装了φ5~10mm ，长约300mm 玻璃管的胶塞。
⑩阻垢剂：HEDP 四．实验步骤 1.碳酸氢钠标准溶液配置与标定 ①碳酸氢钠标准溶液配置(1mL 约含18.3mg HCO 3-)：称取25.2g 碳酸氢钠置于100mL 烧杯中，用水溶解，全部转移至1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，储存期30d 。 ②标定：移取5.00mL 碳酸氢钠标准溶液置于250mL 锥形瓶中，加水约50mL ，溴甲酚绿-甲基红指示液3~5滴，用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由浅蓝色变为紫色即为终点。 ③计算：以mg/mL 表示的碳酸氢根离子(HCO 3-)的浓度(X 1)按下式计算： 31110.06101061V c V c X V V ??== V 1——滴定中消耗的盐酸标准溶液体积，mL ； C ——盐酸标准滴定溶液的实际浓度，mol/L ； V ——所取碳酸氢钠标准溶液的体积，mL ； 0.0610——与1.00mL 盐酸标准溶液[c (HCl)=1.000mol/L]相当的以克表示的碳酸氢根离子（HCO 3-）的质量。 2.氯化钙标准溶液配置与标定 ①氯化钙标准溶液配置(1mL 约含6.0mg Ca 2+)：称取16.7g 无水氯化钙置于100mL 烧杯中，用水溶解，全部转移至1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 ②移取2.00mL 氯化钙标准溶液置于250mL 锥形瓶中，加约80mL 水、5mL 氢氧化钾溶液和约0.1g 钙羧酸指示剂，用乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮蓝色即为终点。 ③计算：以mg/mL 表示的钙离子(Ca 2+)的浓度(X 2)按下式计算： 32220.040081040.08V c V c X V V ??== V 2——滴定中消耗乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的体积，mL ； c ——乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的实际浓度，mol/L ； V ——所取氯化钙标准溶液的体积，mL ； 0.04008——与1.00mL 乙二胺四乙酸二钠标准溶液[c (EDTA)=1.000mol/L]相当的以克表示的改离子（Ca 2+）的质量。 3.试样溶液的制备
生化试剂性能评价方法文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
生化试剂性能评价实验 实验目的 对某试剂在某全自动生化仪上进行全面的性能评价，以验证此试剂在生化分析仪器检测结果的可靠性以及临床适用性。 实验内容： （1）准确度测定 （2）批内精密度测定； （3）天间精密度测定 （4）可报告范围验证； （5）相关性：与两种比例试剂检测结果的比对实验； （6）参考范围验证：验证说明书标定的参考范围是否适用于本实验室，如不适用，则需要统计分析试验数据，并设定适合于本实验室的参考范围； 实验耗材： 试剂、配套定标品、配套质控品 实验步骤： 首先将定标品和质控品溶解准备好，将参数设置好，并且用配套定标品定标，反测定标液的浓度，完成以上操作后，进行以下操作。 （1）准确度测定： 测定配套的正常值和病理值质控，分别测定三次，计算均值，参考质控参考说明书，计算偏倚，分析检测结果是否符合说明书标定的准确度标准。 偏倚=（均值-靶值）/靶值 接收准则：按照说明书要求 （2）批内精密度测定 分别测定配套正常值质控、病理值质控，各连续测定20次，分别计算均值、SD与CV%，验证试剂的批内精密度是否符合说明书标定的标准。 接收准则：按照说明书要求 （3）天间精密度测定 分别测定配套正常值质控，病理值质控，连续测定10天，每天测两次（间隔至少2h），计算总的精密度，以CV%表示。 接收准则：按照说明书要求 （4）可报告范围验证 将高值病人标本采用生理盐水按照10/0、9/1、8/2、7/3、6/4、5/5、4/6、3/7、2/8、1/9、0/10的比例稀释，依次进行测定，对结果进行线性回归分析，检测试剂的检测范围。