丙烯酸-衣康酸共聚物

[结构式]

[物化性质]

无色透明或淡黄色透明黏性液体。易溶于水，可溶于甲醇和乙醇。密度(20℃)1.09g/cm³。pH值(1%水溶液)为2.0±0.5。固含量30.0%。

[制备方法]丙烯酸衣康酸共聚物的制备方法一般有2种。

(1)将计量的衣康酸溶于适量的去离子水中并加入到装有电动搅拌器回流冷凝器、滴液漏斗的聚合反应器中，在搅拌下缓慢将溶液的温度升至100℃。将单体总质量的15%的过硫酸铵用去离子水溶解并与计量的丙烯酸混合，当反应器内衣康酸溶液的温度升至100℃时，开始滴加丙烯酸和过硫酸铵混合液，保持反应温度在6～7h内将丙烯酸混合液加完。继续反应1h。

(2)原料为衣康酸90～50mol、丙烯酸10～50mol、过硫酸钠1%～2%(以单体总质量计)、亚硫酸氢钠6%～12%(以单体总质量计)、硫酸亚铁0.02%～0.04%(以单体总质量计)、去离子水。

将衣康酸、硫酸亚铁和去离子水加到装有电动搅拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的聚合反应器中，通N₂ 10min排除反应体系内的空气，并在聚合全过程中不间断通入N₂，使反应一直在N₂保护下进行，在搅拌下将反应液的温度加热至回流。开始缓慢滴加丙烯酸、过硫酸钠和亚硫酸氢钠溶液，将它们在3～5h内同时加完。然后保持反应温度继续聚合1.5h。

圆底烧瓶装有搅拌器，回流冷凝器和N2通入口。向反应器加入68mL水，0.08g(0.3mmol)FeSO₄·7H₂O和39.0g(0.30mol)衣康酸。通入氮气保护，加热至100℃。分别使3.69g(15.0mmol)过硫酸钠溶于38mL水中，9.92g(95.0mmol)亚硫酸氢钠溶于30mL水中，把上述溶液连同丙烯酸加入到容器中，3.5h内加完。继续回流反应60min。得到黄色反应产物205.6g，固含率为52.8%。高效液相色谱分析得出产物的数均平均相对分子质量为2210，重均平均相对分子质量为4460。

[应用]不同分子量和组成的丙烯酸衣康酸共聚物有不同的性能和用途。用于水处理的阻垢剂，其相对分子质量最好为3000～5000，在此范围内的共聚物是窄分子量分布的组成物，其化学组成上也是均质的。聚合物中衣康酸结构单元与丙烯酸结构单元基本上是交替连接的。本品用为阻垢剂的参考用量2～15mg/L。

王光江等研究表明丙烯酸衣康酸对CaCO₃的阻垢效果明显，可适应温度范围宽，在共聚物用量较小的情况下即可取得显著的阻垢效果。表5-11～表5-13分别为药剂用量、Ca²⁺浓度和温度对阻垢率的影响。

表5-11 药剂与阻垢率的关系

表5-12 Ca2+浓度与阻垢率的关系

表5-13 温度对阻垢率的影响

本品还可与其他化学处理药剂配合使用。例如碱性物质氢氧化钠、氢氧化钾、吗啉或环已胺等，缓蚀剂如磷酸盐、胺、三乙醇胺等，螯合剂EDTA和杀菌剂次氯酸钠等。

相关链接：丙烯酸-丙烯醇共聚物

文章来源：《水处理化学品手册》

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