环保型阻垢剂PESA的合成及表征

聚环氧琥珀酸合成及阻垢率测量方法改进李霞;吴怀之【摘要】聚环氧琥珀酸(PESA)是一种国际上公认的绿色阻垢剂.重点分析了反应体系pH值、温度和时间等PESA合成过程中的主要工艺参数对产品阻垢性能的影响.实验结果表明,环氧化过程pH值对中间体产率影响显著,聚合反应过程中体系的温度和反应时间存在关联性.将镁离子与铬黑T作为复合指示剂来指示阻垢率测量终点颜色变化,使滴定终点从紫红色到蓝色的跃迁明显,提高了滴定终点敏锐度.此方法具有较高的精密度和准确度,测定相对标准偏差RSD％＜1％,加标回收率在99.5％～100.5％之间.采用此方法对中试样品进行检测,在用量为2.0×10-5的情况下,其10h阻垢性能均在95％以上.%Polyepoxysuccinic acid (PESA) was a well-established green scale inhibitor. The focus was on the in-vestigation of the effect of the main process parameters such as pH in the synthetic system, temperature and time upon the scale inhibition performance of the resultant product. The findings show that the pH in the syn-thetic system affects significantly the intermediate yield in the epoxidation step, and that there exists a correla-tion between the operational temperature and time in the polymerization process. Using magnesium -eriochrome black T to indicate the changes of color, we made the transition very evident from amaranth to blue, and im-proved the sensitivity of retitrate end point. This method has the higher degree of accuracy and precision, makes the RSD(%)<1% and the standardized recovery was from 99. 5% to 100. 5%. The pilot-scale scale in hibtion performance of PESA at 10h on stream was invariably no less than 95%.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)001【总页数】4页(P103-106)【关键词】聚环氧琥珀酸;阻垢率;中试;复合指示剂【作者】李霞;吴怀之【作者单位】中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101【正文语种】中文【中图分类】TQ203.31 引言在化工系统中，循环水结垢是影响循环水循环倍率的重要限制性指标［1］。

稳定性聚环氧琥珀酸（PESA）的合成及使用性能研究摘要】以马来酸酐为原料合成了聚环氧琥珀酸钠并投入工业生产。

通过对CaCO3阻垢率、复配相容性及增效性、与1227的相容性、在油田上对BaSO4、SrSO4阻垢性能的研究，结果表明PESA确实是一种性能优良的多功能阻垢剂。

【关键词】聚环氧琥珀酸；CaCO3；BaSO4；SrSO4；相容性；复配阻垢剂聚环氧琥珀酸是一种无磷、无氮的可生物降解的水处理药剂『1 其优异的阻垢性和良好的环保性，越来越受到水处理行业的重视。

自20世纪90年被美国开发出来后，由于其优良的阻垢性能（文献介绍）和可降解性而成为人们研究的热点『2』，目前在发达国家，早已经提出并颁布了限磷禁磷的法规政策，绿色环保的产品受到极大的欢迎，像PESA，聚天氡氨酸等，呈逐年上长的趋势，目前国内的很多厂家，科研院所在这方面也做了大量的研究，但大多产品或样品所表现出的阻垢性能等诸方面效果不佳或不稳定，与进口的产品相比，还有一定的差距，特别是工业生产，不同批次间阻垢性能差异较大，复配性能不稳定，行业内包括我们自己，一度把这样一个好产品当成了炒作品。

但使用过进口产品的一些行内人士极力向我们推荐该产品，06年初我们重新开始了PESA的合成实验，通过摸索，我们成功地解决了PESA性能不稳定的问题，无论是小试产品还是连续三个月50多个批次的中试产品，各方面性能均很稳定。

可以说聚环氧琥珀酸本身确实是一个好产品，效果不好是因为没做好而不是这个产品不好。

1、实验部分1.1 PESA的合成将马来酸酐、一定量的水投入反应釜中，搅拌溶解后冷却条件下（t＜40℃)加入液体氢氧化钠，然后升温至60-70℃，加入催化剂，滴加H2O2和少量NaoH，环化时间0.5-3小时，环化完成后升温至90-100℃加入Ca（OH）2 进行聚合反应，得无色至淡黄色透明粘稠液体，固含量大于40%，过滤提纯即为产品。

1.2性能试验1.2.1静态阻CaCO3垢试验碳酸钙沉积法：以含有一定量Ca2+、HCO3-的配制水和水处理剂制备成试液。

绿色环保型阻垢剂聚环氧琥珀酸的研究进展于莉莉李国云弗克科技（苏州）有限公司摘要：详细叙述了绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的合成及其性能，并对其发展方向作出了展望。

关键词：绿色阻垢剂，合成，性能1前言21世纪，全球都面临着水资源紧缺的突出矛盾，特别是中国。

中国水资源匮乏，加上水环境污染严重，可利用的水资源很少，因此如何节约和保护水资源成为当务之急。

节约水资源最主要的是节约工业冷却水。

其主要方法是循环利用冷却水，提高浓缩倍率，但由于不断的蒸发和浓缩，水中的各种矿物质、藻类及泥沙等不断增多，会导致设备结垢、腐蚀和造成水质污染。

这样，就要求向水中投加药剂，以减少损害，其中，使用最多的为投加阻垢剂。

绿色化学是20世纪90年代出现的一个多学科交叉的研究领域[1]，随着人们环境保护意识的不断增强，绿色化学成为研究的重点。

在水处理化学中，开发可生物降解的“环境友好”型水处理化学品已经越来越受到人们的重视，成为21世纪中水处理领域的一个重要发展方向，研究绿色阻垢剂也成为当前水处理剂研究中的重要课题。

绿色阻垢剂的发展经历了由天然高分子绿色阻垢剂到人工合成型绿色阻垢剂的过程。

天然绿色阻垢剂因其原料来源广泛、无毒、易降解、价廉和易回收等特点，在水处理界得到高度的重视和广泛的研究，发展也很快。

常见的天然高分子绿色阻垢剂有葡萄糖酸钠、木质素、淀粉和单宁及其衍生物等[2]。

由于天然绿色阻垢剂具有投加量大（50~200mg/L）高温条件下易分解、杂质含量高等缺陷，现在应用较少。

目前发展的人工合成型绿色阻垢剂主要包括聚天冬氨酸（PASP）和聚环氧琥珀酸（PESA）。

这两种阻垢剂是目前国际公认的具有无磷、可生物降解特性的绿色水处理剂。

本文主要介绍PESA的合成、性能及其发展。

2 PESA的发展聚环氧琥珀酸（PESA）是20世纪90年代初由美国Betz实验室首先开发出来的一种绿色水处理剂[3,4]。

下面为聚环氧琥珀酸钠的结构式：其中，n值一般为2~50，n值在2~25时，效果更好，Na+可被H+或其他水溶性阳离子代替，如K+、NH4+等。

荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)的制备及其性能研究薛锦辉;邓文;侯君霞;张文艺【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2022(48)2【摘要】针对绿色环保的无磷缓蚀阻垢剂无法用常规总磷检测方法监测的问题,为了实现对循环冷却水系统中的有效无磷缓蚀阻垢剂含量的实时检测与控制,将无磷缓蚀阻垢剂PESA与荧光示踪剂CBS-X按照一定比例复配制备荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)。

采用荧光光谱法和碳酸钙沉积法来研究PESA-X的性能,同时还建立以荧光强度为指标的动态阻垢模型。

结果表明,PESA-X的荧光强度与其质量浓度呈正线性相关,其线性拟合方程为Y=18.805 X-5.26,R^(2)=0.9997。

且PESA 的阻垢性能基本没有受到荧光示踪剂CBS-X影响。

PESA-X的稳定性良好,受pH、温度、光照时间等因素影响较小。

通过动态阻垢实验可知,荧光强度(Y)与Ca^(2+)质量浓度(X)的线性方程为Y=2052.38X-198.20,表明了荧光示踪剂CBS-X与PESA同步消耗。

因此,通过对PESA-X的荧光强度分析可以实时显示水处理系统内无磷缓蚀阻垢剂PESA的含量,从而实现用荧光强度定量循环水系统中无磷缓蚀阻垢剂PESA的有效质量浓度,为工业循环冷却水系统实时检测与控制无磷缓蚀阻垢剂的含量提供理论基础。

【总页数】5页(P73-77)【作者】薛锦辉;邓文;侯君霞;张文艺【作者单位】常州大学环境与安全工程学院【正文语种】中文【中图分类】TQ0【相关文献】1.一种循环冷却水无磷缓蚀阻垢剂的研制及其性能研究2.高效无磷缓蚀阻垢剂的性能研究3.钼磷系缓蚀阻垢剂SK-107的缓蚀、阻垢性能研究4.一种无磷缓蚀阻垢剂的研制及其性能研究5.无磷无氮型阻垢剂PESA-g-PAA/AHPS阻垢缓蚀性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

d o i :10.3969/j .i s s n .1002-154X .2009.12.004衣康酸多元共聚物阻垢剂的合成及表征周雅娜　武朝军　牟占军　李小力(内蒙古工业大学化工系,内蒙古自治区呼和浩特市010051)摘　要　以衣康酸(I A )、苯乙烯磺酸钠(S S S )、马来酸酐(M A )、丙烯酸(A A )为单体,以水为溶剂,过硫酸铵为引发剂,合成了衣康酸-苯乙烯磺酸钠-马来酸酐-丙烯酸聚合物阻垢剂,通过单因素实验考察了单体配比(物质的量比)、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素以聚合物阻碳酸钙垢效果的影响,确定了最佳合成条件为:原料配比(物质的量比)为I A ∶S S S ∶M A ∶A A=1∶0.25∶0.05∶4,引发剂占总单体质量的10%,反应时间2h ,反应温度85℃时阻碳酸钙垢率可达90.78%。

关键词　衣康酸　苯乙烯磺酸钠　马来酸酐　丙烯酸　聚合物阻垢剂收稿日期:2009-10-27基金项目:内蒙古高等学校科学研究项目(N J 04005),内蒙古自治区人才开发基金(200716)作者简介:周雅娜(1980～),女,研究生,主要从事水处理方面研究。

E-m a i l :383004755@q q .c o mS y n t h e s i s a n dC h a r a c t e r i s t i c s o f I t a c o n i c A c i d C o p o l y m e ra s S c a l e I n h ib i t o rZ h o u Y a n a Wu Z h a o j u n M u Z h a n j u n L i X i a o l i(D e p a r t m e n t o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,I n n e r M o n g o l i a P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y ,N e i m e n g u H o h h o t 010051)A b s t r a c t T o i t a c o n i c a c i d (I A ),s t y r e n e s u l f o n i c s o d i u m(S S S ),m a l e i c a n h y d r i d e (M A ),a c r y l i c a c i d (A A )f o r t h e m o n o m e r t o w a t e r a s s o l v e n t ,i n i t i a t o r a m m o n i u mp e r s u l f a t e d o ,i t a c o n i c a c i d s y n t h e s i z e d -s o d i u m s t y r e n e -m a l e i c a n h y d r i d e -a c r y l i c p o l y m e r s c a l e i n h i b i t o r ,a s i ng l e f a c t o r e x p e r i m e n t s t u d i e dm o n o m e r r a t i o (m o l a r r a t i o ),th e a m o u n t o fi n i t i a t o r ,p o l y m e r i z a t i o nt i m e ,p o l y m e r i z a t i o n t e m p e r a t u r e a n do t h e r f a c t o r s i no r d e r t o s t o p c a r b o n a t ep o l y m e r e f f e c t o f c a l c i u ms c a l e t o d e t e r m i n e t h e b e s t s y n t h e s i s c o n d i t i o n s :R a t i o o f r a wm a t e r i a l s (m o l a r r a t i o )f o r t h e I A ∶S S S ∶M A ∶A A=1∶0.25∶0.05∶4,i n i t i a t o r c o n t e n t a c c o u n t e df o r 10%o f m o n o m e r ,p o l y m e r i z a t i o n t i m e 2h ,t h e p o l y m e r i z a t i o n t e m p e r a t u r e 85℃w h e n t h e r e s i s t a n c e r a t e o f c a l c i u m c a r b o n a t e s c a l e u p t o 90.78%.K e y w o r d s i t a c o n i c a c i d s t y r e n e s u l f o n i c s o d i u m m a l e i c a n h y d r i d e a c r y l i c a c i d s c a l e 近来,绿色水处理阻垢剂已经成为研究者们研究的热点。

中科院科技成果——绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸关键
工艺与装备
项目简介
阻垢剂是一种提高工业循环水利用率、节能降耗、减少水体污染的重要产品。

现阶段，国内外普遍应用的阻垢剂主要是有机磷酸类和聚合物类阻垢剂。

进入20世纪90年代后，随着绿色化学革命的兴起，人类环保意识的提高，环保法规进一步严格，出现了世界范围的禁磷趋势，例如德国己要求磷的排放小于、等于1mg/L，美国和日本等国的磷系阻垢剂也已开始列入限制排放之列，磷系水处理剂面临使用受限而被淘汰的命运。

聚环氧琥珀酸（PESA）生物降解性能好，是国际公认的无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。

PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂，同时PESA具有一定的缓蚀作用。

PESA与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。

应用范围广泛，可用于石化、钢铁、化工、化肥、炼油等行业的循环冷却水系统、油田注水系统，尤其适用于高硬、高碱、高PH的三高水质。

《新型绿色阻垢剂的合成及其对混合水垢的阻垢性能与机理研究》篇一一、引言随着社会对水资源保护的重视，水质管理逐渐成为重要的研究领域。

水垢问题一直是影响水质的重要问题之一，尤其是混合水垢，由于含有多种矿物质成分，其形成和积累更加复杂。

传统的阻垢剂虽然能够一定程度上抑制水垢的形成，但往往存在环境污染、健康风险等问题。

因此，开发新型绿色阻垢剂成为当务之急。

本文旨在合成一种新型绿色阻垢剂，并对其对混合水垢的阻垢性能与机理进行研究。

二、新型绿色阻垢剂的合成本研究所合成的新型绿色阻垢剂主要采用环保材料，通过特定的化学反应得到。

具体合成步骤包括原料选择、反应条件设定、产物分离与纯化等环节。

在合成过程中，我们严格控制反应条件，确保产物的纯度和性能。

三、阻垢性能研究1. 实验材料与方法为了评估新型绿色阻垢剂对混合水垢的阻垢性能，我们采用模拟实际水环境下的实验方法。

实验材料包括新型阻垢剂、混合水垢、模拟水样等。

实验过程中，我们设定了不同的浓度梯度和作用时间，以全面评估阻垢剂的阻垢效果。

2. 结果与分析通过实验数据，我们发现新型绿色阻垢剂对混合水垢具有显著的阻垢效果。

在相同条件下，与传统的阻垢剂相比，新型绿色阻垢剂能够更有效地抑制水垢的形成和积累。

此外，我们还发现新型阻垢剂对不同成分的水垢具有不同的阻垢效果，这可能与水垢中矿物质的种类和比例有关。

四、阻垢机理研究1. 实验方法为了探究新型绿色阻垢剂的阻垢机理，我们采用了多种实验方法，包括红外光谱分析、X射线衍射分析、表面张力测定等。

这些方法有助于我们了解阻垢剂与水垢之间的相互作用以及阻垢剂对水环境的影响。

2. 结果与讨论根据实验结果，我们发现新型绿色阻垢剂主要通过以下几种方式发挥阻垢作用：一是通过螯合作用与水中的钙、镁等离子结合，减少其形成水垢的机会；二是通过分散作用将已形成的水垢颗粒分散在水中，防止其进一步聚集；三是通过改变水的表面张力，降低水中的矿物质结晶速度。

此外，我们还发现新型阻垢剂对不同成分的水垢具有不同的作用机制，这可能与水垢中矿物质的性质和结构有关。

聚环氧琥珀酸（钠）PESA
Polyepoxysuccinic Acid (PESA)
分子式：HO(C4H2O5M2)nH 相对分子质量：400-1500
结构式
一、性能与用途
PESA是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。

PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。

PESA与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。

同时PESA具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂。

PESA生物降解性能好，应用范围广泛，尤其适用于高碱、高硬、高PH条件下的冷却水系统，可实现高浓缩倍数运行。

PESA与氯的相溶性好，与其它药剂配伍性好。

二、技术指标符合HG/T3823-2006
项目指标
外观无色至淡琥珀色透明液体
固体含量% ≥40.0
密度（20℃）g/cm3≥ 1.28
pH(1%水溶液) 9.0-12.0
三、使用方法
1、PESA适用于油田注水、锅炉水处理等领域。

2、PESA适用于钢铁、石化、电力、医药等行业的循环冷却水系统。

3、PESA特别适用于高碱度、高硬度、高PH、高浓缩倍数系统的锅炉水处理、循环冷却
水处理、海水淡化、膜分离等领域。

4、PESA适用于洗涤剂行业。

四、包装与贮存
PESA用塑料桶包装，每桶25kg或250kg或根据用户需要确定。

PESA贮存室内阴凉处，贮存期十个月。

五、安全防护
PESA为碱性，操作时注意劳动保护，应避免与眼睛、皮肤或衣服接触，接触后应立即用大量清水冲洗。

有关阻垢剂成分分析第一篇：有关阻垢剂成分分析有关阻垢剂成分分析中国化工科学技术研究所（国家重点成分分析实验室）阻垢剂（scale inhibitor）：是指存在能疏散水中的难溶性有机盐、禁止或滋扰难溶性有机盐在金属外貌的积淀、结垢功用，并维持金属设施有良好的传热后果的一类药剂。

冷换设施防腐阻垢剂以环氧树脂跟特定氨基树脂为基料，参加过量的各类防锈、防腐等各类助剂配制而成，为单组分。

它存在优异的屏障、抗渗、防锈机能、良好的阻垢、导热性，精良的耐弱酸、强碱、无机溶剂等机能，它的附出力强，且膜层光明、柔韧、致密、坚挺。

目次1作用机理2反浸透高效阻垢剂功用特征螯配合用疏散作用晶格畸变作用3机能特色4分类无机膦系列阻垢剂无机膦酸盐阻垢剂聚羧酸类阻垢疏散剂复合阻垢剂RO阻垢剂公用阻垢剂稀释阻垢剂5用量及使用6留意事项1作用机理从作用机理下去讲，阻垢剂的作用可分为鳌合、疏散跟晶格畸变三局部。

且在试验室评定实验中，疏散作用是鳌配合用的调停办法，晶格畸变作用是疏散作用的调停办法。

2反浸透高效阻垢剂功用特征1.没有需再别的加酸，能无效制止酸性物资对于设施等造成侵蚀。

[1]2.螯合成效不变，能预防铁、锰等金属离子在膜管上构成污垢。

3.实用于各类膜管资料。

4.加药量少，俭省加药老本，可以取得最经济的阻垢节制。

5.阻垢才能强，实用于各类水质，后果良好，可以减少对于膜的荡涤，延伸膜使用寿命。

6.该药剂的成效机不变性远远优于六偏磷酸钠或纯聚合物型的阻垢剂。

螯配合用由核心离子跟某些符合必然前提的统一多齿配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的存在环状构造的合作物的进程称为螯配合用。

鳌配合用的成果是使得成垢阳离子(如ca2+，Mg2+等)与螯合剂作用天生不变的螯合物，从而禁止其与成垢阴离子(如co32一，5042一，Po4，一跟51032一等)的接触，使得成垢的多少率大大降低。

螯配合用是按化学计量进行的，如1个EDTA分子鳌合1个二价金属离子。