背景及概述

我國對水處理阻垢劑的研究始于20世紀70年代，在近50年的發(fā)展過程中，阻垢劑的開發(fā)經(jīng)歷了無機鹽緩蝕阻垢劑、有機磷酸類緩蝕阻垢劑、天然聚合物阻垢劑、聚丙烯酸類聚合物和共聚物阻垢劑等階段。有機磷酸鹽易水解，限制了其在高溫、高堿和高硬度等水質(zhì)條件下的使用，且本身易形成有機磷垢，磷化物易對環(huán)境造成污染；傳統(tǒng)的天然聚合物藥劑用量大、費用高；聚合類阻垢劑性質(zhì)穩(wěn)定，但生物降解性差。隨著環(huán)保要求的日益提高，環(huán)境友好型水處理劑的需求日益增加。因此，研發(fā)高效、多功能、無毒和可生物降解的新型綠色環(huán)保型阻垢劑成為了今后研究的方向。

阻垢機理

1）螯合增溶作用：阻垢劑能與水中Ca2+、Mg2+等陽離子形成可溶性的螯合物，阻止與其成垢陰離子(如CO2-3、PO3-4和SiO2-3等)的接觸，使得成垢的幾率大大下降，提高了冷卻水中Ca2+、Mg2+的允許濃度，相對來說就增大了鈣、鎂鹽的溶解度。如：聚磷酸鹽水溶液中產(chǎn)生(─P─O─P─O─P─)鍵，它能與Ca2+形成螯合物。

2）凝聚與分散作用：分散作用的結(jié)果是阻止成垢粒子間的相互接觸和凝聚，從而可阻止垢的生長。成垢粒子可以是鈣、鎂離子，也可以是由千百個CaCO3和MgCO3分子組成的成垢顆粒，還可以是塵埃、泥沙或其他水不溶物。對于聚羧酸鹽類聚合物阻垢劑，在水溶液中解離生成的陰離子在與CaCO3微晶碰撞時，會發(fā)生物理化學(xué)吸附現(xiàn)象，使微晶表面形成雙電層。在吸附產(chǎn)物碰到其它聚羧酸鹽離子時，會把已吸附的晶體轉(zhuǎn)移過去，出現(xiàn)晶粒的均勻分散現(xiàn)象，從而阻礙晶粒間及晶粒與金屬表面間的碰撞，減少溶液中的晶核數(shù)，進而將CaCO3穩(wěn)定在水溶液中。

3）靜電斥力作用：聚羧酸阻垢劑溶于水后，由于離子化產(chǎn)生遷移性反離子(H+、Na+)，脫離高分子鍵區(qū)向水中擴散，使分子鏈成為帶負電荷的聚離子(─COOH)。分子鏈上帶電功能基團相互排斥，使分子擴張，改變了分子表面的電荷密度分布，表面帶正電性的無機鹽(CaCO3或CaSO4)微晶體將被吸附在聚離子上，當(dāng)一個聚離子分子吸附兩個或多個微晶體時，可以使微晶體帶上相同的電荷，使微粒間的靜電斥力增加，從而阻礙微晶體間的相互碰撞而形成垢。

4）晶體畸變作用：無機鹽(CaCO3或CaSO4)從水中析出形成垢的過程，結(jié)晶動力學(xué)觀點認為，結(jié)垢的過程首先是產(chǎn)生晶核，形成少量的微晶粒，然后微晶粒在溶液中碰撞，且按一種特有的次序集合或排列，由微晶粒生長成大晶體而沉積。當(dāng)有機磷酸或聚電解質(zhì)加入水溶液中，由于它們對鈣離子具有螯合能力，阻礙或干擾了無機鹽微晶體正常生長，致使晶體不能按特有的次序排列，形成形狀不規(guī)則的晶體，使晶體發(fā)生畸變。

以上幾種機理表示出目前人們對阻垢作用的認識水平，由于它們都帶有不同程度的推測，因而人們在對具體結(jié)垢問題的分析時，往往將阻垢作用歸結(jié)為多種機理的復(fù)合作用，這反映當(dāng)前人們對阻垢機理的認識還相當(dāng)籠統(tǒng)。由于結(jié)垢本身就是一個復(fù)雜的過程，阻垢劑的介入，使該過程變得更加復(fù)雜，因此，這方面的研究還需要做大量的工作。

阻垢劑分類

阻垢劑是指具有能分散水中難溶性無機鹽、阻止或干擾難溶性無機鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能的一類水處理藥劑。

1. 天然阻垢劑：

常用的天然阻垢劑有單寧、纖維素、淀粉、木質(zhì)素和殼聚糖等簡單加工的天然有機物。若對其進行進一步改性，則阻垢性能更好。天然綠色阻垢劑來源廣，容易獲得、廉價、易生物降解、無毒無害，對環(huán)境無污染。然而，該阻垢劑在水處理當(dāng)中用量較大，在高溫高壓下易分解，阻垢性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致天然綠色阻垢劑的應(yīng)用受到限制。

廊坊德昌化工材料有限公司是一家生產(chǎn)化工材料的廠家，擁有良好的信譽，與多家企業(yè)合作，贏得了合作商的一致好評，公司發(fā)展至今，同時擁有技術(shù)高超的十余名專業(yè)人員，地理位置優(yōu)越，處于環(huán)境優(yōu)美、交通便利的廊坊市大城縣，促進了公司的發(fā)展。 我公司從事本行業(yè)多年，經(jīng)驗豐富，所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)越，而且提供清灰除焦劑、脫硫增效劑、工業(yè)水處理藥劑、反滲透藥劑、鍋爐助劑、離子交換樹脂、粉末樹脂等多種系列產(chǎn)品，同時為了確保產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)越性，我公司不僅引進了一批質(zhì)量優(yōu)越的進口設(shè)備，而且研發(fā)更多性能的新型化工材料，讓人們能夠更加方便快捷的實現(xiàn)使用效果。 近年來公司發(fā)展迅速，現(xiàn)在擁有獨立的生產(chǎn)車間和研發(fā)室，不僅確保清灰除焦劑、脫硫增效劑等產(chǎn)品質(zhì)量，同時也能提供更多性能優(yōu)越的新型化工材料。我公司生產(chǎn)的產(chǎn)品清灰除焦劑、脫硫增效劑及鍋爐助劑等系列產(chǎn)品，不僅具有高效的效果，同時也是綠色環(huán)保的化工材料，不會產(chǎn)生任何的危害物質(zhì)，是人們最為信賴的高品質(zhì)化工材料。我公司一致以科學(xué)的管理制度促進公司企業(yè)文化，以高效的產(chǎn)品質(zhì)量促進企業(yè)的發(fā)展，以-的服務(wù)讓廣大新老客戶滿意，是我公司的宗旨，我們將以產(chǎn)品，-廉的價格，熱心的服務(wù)滿足客戶的需求，讓我們與您共同創(chuàng)造化工材料的輝煌。 官方網(wǎng)址：http://www.rarecake.com

2. 共聚物類阻垢劑：

合成的聚合物類阻垢劑克服了天然聚合物的缺點。聚合物類阻垢劑經(jīng)歷了從均聚物到二元、三元和多元共聚物的發(fā)展歷程。共聚物類阻垢劑具有品種多、合成方法技術(shù)成熟、毒性低等優(yōu)點。根據(jù)共聚物所含官能團的不同，可以分為：聚羧酸類阻垢劑、膦基羧酸聚合物阻垢劑、含磺酸基團聚合物阻垢劑三大類。共聚物類阻垢劑對碳酸鈣、磷酸鈣以及氧化鐵等表現(xiàn)出了優(yōu)良的阻垢分散性能，還可以有效阻滯鋅垢、鐵垢、硅垢。共聚物阻垢劑的開發(fā)和應(yīng)用是對無機垢控制的重大突破，使循環(huán)水化學(xué)處理技術(shù)向前邁了一大步，對推動我國水處理劑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。

3. 新型綠色阻垢劑隨著人們環(huán)保意識的增強，研發(fā)符合環(huán)保要求，具有高效、多功能、無毒和可生物降解的新型綠色環(huán)保型阻垢劑成為今后研究的方向。目前，國內(nèi)外已開發(fā)出的綠色環(huán)保型阻垢劑主要有聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、γ-聚谷氨酸。

1）聚天冬氨酸：聚天冬氨酸是一種氨基酸聚合物，天然存在于軟體動物和蝸牛的殼中，相對分子質(zhì)量分布很寬，從1000至數(shù)十萬，具有無氮、無磷、可生物降解性能，是國際公認的環(huán)境友好型綠色化學(xué)品。

2）聚環(huán)氧琥珀酸：聚環(huán)氧琥珀酸作為一種綠色阻垢劑研究及應(yīng)用始于20世紀90年代。聚環(huán)氧琥珀酸對水中Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋等主要成垢金屬離子有很好的絡(luò)合能力，能有效地防止這些離子與CO32－、SO42－、PO43－等成垢陰離子結(jié)合生成水垢；聚環(huán)氧琥珀酸對沉積物有很好的抑制和消除作用，并且能有力地破壞沉積物的晶格順序，使其疏松，進而被穩(wěn)定地分散在水中。

3）γ－聚谷氨酸：γ－聚谷氨酸是自然界中微生物發(fā)酵產(chǎn)生的水溶性多聚氨基酸，其結(jié)構(gòu)為谷氨酸單元通過α－氨基和γ－羧基形成肽鍵的高分子聚合物。γ－聚谷氨酸具有優(yōu)良的生物相容性、可生物降解性、一定阻垢性和降解產(chǎn)物谷氨酸對環(huán)境無害的諸多優(yōu)點，作為一種新型綠色阻垢劑，其在水處理上有很大的市場價值。

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