含磷聚馬來酸水處理劑的合成
在金屬離子存在的情況下，在水相體系中使用過氧化氫引發合成膦基聚馬來酸。在溫度104oC、反應時間3h、催化劑加量200me．/L、單體初始質量分數50%、單體中引發劑加量85g/mol的條件下合成的含磷聚馬來酸的相對分子質量超過800、相對密度為1．20、pH為2．3。磷被有效地轉化為有機膦，轉化率大于96．6%。產品兼有阻垢、緩蝕兩種功能。
水解聚馬來酸酐(PHMA)是一種原料易得、價格便宜的聚合物阻垢劑，但因不具有緩蝕功能，難以獲得相對分子質量較高的產品，而影響其使用。我們采用在水相體系中使用主要引發劑H202的綠色合成技術[1]，在添加少量的其它引發劑(如V50等)共同引發的情況下，在馬來酸酐單體的聚合過程中投加磷化劑，獲得了相對分子質量高的含磷聚馬來酸水處理劑(PPMA)。由于產品含有有機膦成分，是一種兼具阻垢和緩蝕雙重功能的水處理劑，其在發揮阻垢劑作用的同時具有緩蝕的功能，從而減少緩蝕劑的加量。
1實驗部分
1．1試劑與儀器
試劑：馬來酸酐，質量分數大于98%；催化劑(硫酸銅、硫酸鎳、硫酸釩、硫酸鐵等)，分析純；引發劑(H：O：)，質量分數為30%；磷化劑(次磷酸鈉、亞磷酸鈉等)，分析純；V50，分析純；八乙酰葡糖；蒸餾水。
儀器：150一C凝膠色譜儀，沃特斯公司；721分光光度計，上海分析儀器三廠；PHS一730精密酸度計，天津市永紅儀器廠；AEG320電子天平，島津公司。
1．2實驗方法
在裝有回流冷凝器、溫度計、帶攪拌的0．5L四口燒瓶中加入計算量的馬來酸酐、催化劑(鐵、銅等金屬離子)、水及少量V50，待固體物料完全溶解后，開始升溫，物料溫度升至104oC開始計時，滴加引發劑和磷化劑溶液后，再維持反應達到3h，停止加熱，水冷卻至常溫即得PPMA產品。
1．3分析方法
PPMA相對分子質量的測定采用凝膠色譜法，標準試樣為八乙酰葡糖，相對分子質量為678。磷的測定參照循環冷卻水中總磷和總無機磷測定方法測定。
2結果與討論
2．1催化劑加量對PPMA相對分子質量的影響在引發劑加量為105g/mol、催化劑加量為100～400mg/L的條件下，考察催化劑加量對PPMA相對分子質量的影響，結果見表1。
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從表1可見，催化劑加量對PPMA相對分子質量有顯著的影響。催化劑加量為100～400mg/L時，PPMA相對分子質量先隨催化劑加量的增加而增加，在200mg/L達到較高水平，以后相對分子質量穩定在715～729的高位。因此，確定催化劑加量為200mg/L。
2．2引發劑加量對PPMA相對分子質量的影響
在催化劑加量為200mg/L的條件下，考察引發劑加量對PPMA相對分子質量的影響，結果見表2。
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從表2可以看出，引發劑的加量對PPMA相對分子質量有比較顯著的影響，PPMA相對分子質量隨引發劑加量的增加而增大，引發劑的加量為85g/mol時，PPMA相對分子質量最大。實驗確定引發劑的加量為85g/mol。
2．3單體濃度對PPMA相對分子質量的影響
在催化劑加量為200mg/L、引發劑加量為85g/mol的條件下，考察單體初始濃度對PPMA相對分子質量的影響，結果見表3
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單體濃度對PPMA相對分子質量有比較顯著的影響，相對分子質量隨單體質量分數的增大而增大。雖然單體質量分數大于45%時，PPMA相對分子質量已經超過了800，仍應采用較高的單體濃度，以獲得較高的PPMA相對分子質量的產品。單體質量分數為55%，在合成反應的過程中有固化的現象，造成攪拌困難。固化的原因可能是馬來酸酐轉化為馬來酸的過程中，大量的水被消耗，造成溶劑不足。因此，單體質量分數以50%為宜。
2．4磷的轉化率
測定了在催化劑加量為200mg/L、引發劑加量為85g/mol的情況下獲得的產品的磷含量，磷轉化率見表4。
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PPMA為棕紅色透明液體，相對密度為1．16～1.2l，溶液的pH約為2．3。相對密度隨單體濃度的增加而增加的原因應歸咎于試樣固含量的提高。單體質量分數為50%時，PPMA的相對密度為1．20、pH為2．3。
2．6與其它阻垢劑的比較
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3結論
a)合成PPMA的適宜工藝條件是：溫度104oC、反應時間3h、催化劑加量200mg/L、引發劑加量85mol、單體質量分數50%。
b)適宜條件下合成的PPMA為棕紅色透明液體，相對密度為1．20、pH為2．3(體積分數1%的溶液)、相對分子質量超過800。
c)磷被有效地轉化為有機膦，轉化率大于96．6%。
d)PPMA具有一定的緩蝕效果，PPMA的阻垢性能好于HPMA，與XH-929相當。
參考文獻
1熊蓉春，滕懷平，魏剛等．水處理劑合成工藝的綠色化研究--水解聚馬來酸酐的綠色合成技術．工業水處理，2001，21(5)：12—14
2T．F．麥克卡魯姆三世，B．維恩斯坦．膦酸鹽封端的聚合物的制備方法．中國，CN1098280C．2003
3ISO13885—1，Bindersforpaintsandvarnishes-GPC
4ZB/TG76002—90，工業循環冷卻水中磷含量的測定(鉬酸銨分光光度法)
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