聚环氧琥珀酸合成方法研究
聚环氧琥珀酸的合成方法改进及其阻垢性能研究
李 猛, 谢凤龙
( 内蒙古电力科学研究院, 内蒙古 呼和浩特 010020)
摘 要: 对聚环氧琥珀酸的新的合成方法进行了研究, 以氢氧化钠为引发剂, 突破了文献中常用氢 氧化钙或稀土的思路。并考察了聚环氧琥珀酸的阻碳酸钙垢的性能, 调控了影响聚环氧琥珀酸钠阻垢性 能的因素, 确定了最佳合成条件。
后的浓度 mg / L 。
1. 4 聚环氧琥珀酸分子量的测定
1. 4. 1 溶液的配置。称10. 5g 硫氰酸钠, 溶解后, 转
入100ml 容量瓶中, 加去离子水至刻度, 得到105g/ L
收稿日期: 2012- 05- 17 作者简介: 李猛( 1973—) , 男, 学士, 工程师, 现就职于内蒙古电力科学研究院经营发展处。
合成的反应式如下:
1. 2. 2 聚环氧琥珀酸样品提纯。取适量甲醇加入试
样内, 溶液变浑浊并伴有大量白色沉淀生成, 继续加
入盐酸将溶液的 pH 值调节至2. 5 附近, 出现大量白
色蜡状沉淀, 抽滤, 用酸化甲醇洗涤三次, 置于真空
干燥器箱中干燥。
1. 2. 3 阻垢性能的检测。称取聚环氧琥珀酸0. 082g 溶解于 250ml 容量瓶中, 移取 12. 5ml 上述容量瓶中 液体 于 500m l 烧杯 中, 配 置含 [ Ca2+ ] = 260mg / L 、 [ HCO3- ] = 520m g/ L 的试液500ml, 调节pH 为7. 5, 置于80℃水浴锅中恒温10h, 冷却至室温后, 过滤, 取 10ml 滤液, 加 40ml 去离子水, 5m l 200g / L 的 K O H
关键词: 聚环氧琥珀酸; 合成方法; 阻垢性能 中图分类号: T Q 085+ . 4 文献标识码: B 文章编号: 1006—7981( 2012) 16—0106—03
稳定性聚环氧琥珀酸(PESA)的合成及使用性能研究
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。
聚环氧琥珀酸的研究进展
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。
聚环氧琥珀酸水处理剂的合成及其改性研究进展
聚环氧琥珀酸水处理剂的合成及其改性研究进展刘丽娟;赵希林;刘继宁;郑雪峰【摘要】综述了聚环氧琥珀酸(PESA)水处理剂的合成及改性方法.PESA的合成方法包括一步法和多步法;改性方法包括物理改性和化学改性.对PESA水处理剂未来的发展提出了建议.参考文献30篇.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2015(023)006【总页数】4页(P564-567)【关键词】聚环氧琥珀酸;水处理剂;合成;改性;综述【作者】刘丽娟;赵希林;刘继宁;郑雪峰【作者单位】四川锦美环保科技有限公司,四川成都610041;四川锦美环保科技有限公司,四川成都610041;四川京诚锦美检测技术有限公司,四川成都610041;四川锦美环保科技有限公司,四川成都610041;四川京诚锦美检测技术有限公司,四川成都610041;四川锦美环保科技有限公司,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】O633.13技计划项目在石化、电力、钢铁和冶金等行业中，循环冷却水占用水总量的50%～90%。
受含盐量限制，冷却水必须按时循环补充并投放适量水处理剂(如阻垢剂、缓蚀剂等)，以达到水质标准［1］。
随着人类环保意识的增强，水处理剂开始向无毒、无磷、可生物降解和单剂多效的方向发展。
聚环氧琥珀酸(PESA)是新型水处理剂的代表，其分子结构中含有羧基和醚基两种官能团，阻垢性能优于羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、水解聚马来酸酐(HPMA)等传统水处理剂。
PESA可与无机磷酸盐、有机磷酸盐、聚丙烯酸类和聚马来酸类等阻垢剂复配，或通过接枝共聚，引入特定官能团，得到低磷或无磷的新型高效水处理剂。
PESA最早见于美国专利，随后日本及其他国家相继开展了PESA及其衍生物的研究。
J M Brown等［2］采用模拟工业循环水，研究了PESA在静态条件下阻碳酸钙与硫酸钡垢的性能。
结果表明:PESA用量在10 mg·L－1时，阻碳酸钙垢率97.7%;用量在2.5 mg·L－1时，阻硫酸钡垢率100%。
含磺酸基团的环氧琥珀酸类共聚物的合成及性能比较
2017年第36卷第4期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1491·化 工 进展含磺酸基团的环氧琥珀酸类共聚物的合成及性能比较李海花1，2，高美玲3，张利辉1，2，高玉华1，2，刘振法1，2（1河北省科学院能源研究所，河北 石家庄 050081；2河北省工业节水工程技术研究中心，河北 石家庄 050081；3河北工业大学化工学院，天津 300130）摘要：选用烯丙基磺酸钠（SAS ）、苯乙烯磺酸钠（SS ）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS ）和衣康酸（IA ）为单体，与环氧琥珀酸（ESA ）分别合成了ESA/SAS 、ESA/SS 、ESA/AMPS 和ESA/IA/AMPS 四种含磺酸基团的环氧琥珀酸类共聚物，利用FTIR 对共聚物的结构进行了表征，利用SEM 对使用不同共聚物时生成的碳酸钙晶型进行了观察。
对各种共聚物的阻垢分散性能进行了研究，并与聚环氧琥珀酸（PESA ）进行了比较。
实验结果表明，4种共聚物中，ESA/IA/AMPS 具有全面的水处理性能，在高硬度和高碱度水质条件下表现出优异的阻碳酸钙垢和阻磷酸钙垢性能。
当其加药量为40mg/L 时，对CaCO 3的阻垢率为82.7%，比PESA 提高了10.4%。
当加药量为30mg/L 时，对Ca 3(PO 4)2的阻垢率可达100%。
同时，ESA/IA/AMPS 易于生物降解，14天后可以降解72.7%。
电镜分析结果表明，加入共聚物后，垢样中出现了球霰石型碳酸钙，这说明共聚物可以使不稳定相稳定存在，增加了碳酸钙在水中的溶解性和分散性。
关键词：聚合物；环氧琥珀酸；磺酸基团；阻垢分散；降解中图分类号：TQ085+.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）04–1491–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.04.044Synthesis of ESA-polymers containing sulfonic acid groups and theirperformance comparisonLI Haihua 1，2，GAO Meiling 3，ZHANG Lihui 1，2，GAO Yuhua 1，2，LIU Zhenfa 1，2（1Institute of Energy Resources ，Hebei Academy of Science ，Shijiazhuang 050081，Hebei ，China; 2 Hebei Engineering Research Center for Water Saving in Industry ，Shijiazhuang 050081，Hebei ，China ；3College of Chemical Engineering ，Hebei University of Technology ，Tianjin 300130，China ）Abstract ：Four ESA-polymers containing sulfonic acid groups were synthesized by copolymerization of monomers of epoxysuccinic acid （ESA ）and sodium allyl sulfonate （SAS ），sodium styrene sulfonate （SS ），2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid （AMPS ）and itaconic acid （IA ）. Their molecule structures were characterized by FTIR spectrum ，and the crystalline shapes of the CaCO 3 formed from different polymers were observed by SEM. The scale inhibition and dispersion performances of the polymers were studied and compared with those of PESA. The results showed that the polymer of ESA/IA/AMPS had comprehensive water treatment performances ，which showed excellent scale inhibition performances to CaCO 3 and Ca 3(PO 4)2 in the water of high hardness and alkalinity. When the dosage was 40mg/L ，the inhibition rate to CaCO 3 scales was 82.7%，10.4% higher than that of PESA. When the dosage was 30mg/L ，the scale inhibition rate to Ca 3(PO 4)2 reached 100%. Moreover ，ESA/IA/AMPS was easy to be biodegraded ，and its biodegradation percentage reached 72.7% after色水处理剂及水处理工艺开发。
改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀机理研究
改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀机理研究肖静;曾德芳【摘要】以马来酸酐为主要原料制得聚环氧琥珀酸(PESA),再对PESA进行改性,制得一种性价比更高的绿色阻垢缓蚀剂改性聚环氧琥珀酸(CSN-PESA).与PESA相比,CSN-PESA对碳酸钙垢和磷酸钙垢的阻垢率分别提高了6%和20.1%,缓蚀率提高了20.2%,成本下降5%.当循环冷却水中的Ca2+≤350 mg/L时,CSN-PESA的阻垢效果最好.%Maleic anhydride as the main raw material has been used for the preparation of polyepoxysuccinic acid (PESA). Then,by means of modifying PESA,a kind of green scale&corrosion inhibitor with higher price-per-formance ratio,modified polyepoxysuccinic acid(CSN-PESA),has been prepared. Compared with PESA,the scale inhibiting rates of calcium carbonate and calcium phosphate by CSN-PESA have been increased by 6%and 20.1%,respectively,the corrosion inhibiting rate increased by20.2%,and the costs decreased by 5%. When the Ca2+in circulating water is less than or equal to 350 mg/L,the scale inhibiting effect of CSN-PESA is the best.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)012【总页数】4页(P68-71)【关键词】改性聚环氧琥珀酸;阻垢;缓蚀【作者】肖静;曾德芳【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.4工业循环冷却水系统容易产生管道腐蚀、结垢等问题，循环冷却水结垢是影响循环冷却水浓缩倍率的重要限制性指标。
环保型阻垢剂PESA的合成及表征
十
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一 环 保 型 阻 垢 剂 Ｐ Ｓ 的合 成 及 表 征 ＥＡ
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刘 炜 马喜 平 张 斌 陈士元 熊俊 杰 李 翠
（ ．西南石油大学化学与化工学 院， １ 四川 成都 ６ ０ ０ ； １５ ０
２ 中国石油化工股份有限公司江汉油 田分公司 ， ． 湖北 潜江 ４ ３ ２ ） ３ １３
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酐 、 氧化钠 、 氧化钙 、 氢 氢 钨酸 钠 、 化钠 、 氯 硫酸 钠 和 氯化钙 、 乙二 胺 四 乙酸 二 钠 以及 钙 羧 酸指 示 剂 ， 均 为分析 纯 。 主要仪 器 ：Ｂ ０一Ｄ型 强 力搅 拌 机 ， —Ｓ １ Ｊ９ ＨＨ １ 型 电热 恒 温 水 浴 锅 ， Ｚ Ｄ Ｆ一６ ５ ０ ０真 空 干 燥 和 分 析
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“ 境友 好 型 阻垢 剂 ” ２ 环 是 １世 纪 水 处 理 剂 的
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到最 终 产物 Ｐ Ｓ Ｅ Ａ。
１ ３ 阻垢性 能评 价方 法 ．
个 发 展方 向 。聚 环 氧琥 珀 酸 （ Ｅ Ａ） ２ Ｐ Ｓ 是 ０世 纪
９ Ｏ年代 美 国 Ｂ ｔ实 验 室首先 开发 出来 的一 种无 磷 ｅ ｚ 无 氮 的“ 色 ” 处 理 剂 … ， 绿 水 随后 国 外 对 聚 环 氧 琥
２ｇ 环化 ｐ ， Ｈ值 为 ４ 环化温度 ６ ℃ ， ， ０ 聚合 温度 ９ ｑ 聚合 时间 ２ｈ ＯＣ， 。对在 最佳 工艺条件 下合成 的产 品
环境友好聚环氧琥珀酸的研究进展
环境友好聚环氧琥珀酸的研究进展张丽华;郑成松;张严;王仁章【摘要】聚环氧琥珀酸(PESA)是近年来合成的一种绿色的环境友好螯合剂,目前国内外对PESA的研究主要集中在合成、阻垢、缓蚀及协同性能等方面.对PESA提取重金属能力的研究表明,PESA在偏酸性条件下对Cd、Zn、Pb等具有良好的萃取作用;对PESA自身酸离解常数的研究表明,PESA可作为二元酸来处理,其一、二级酸离解常数分别为4.68和4.92.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2010(030)005【总页数】4页(P5-8)【关键词】聚环氧琥珀酸;环境友好;缓蚀;阻垢【作者】张丽华;郑成松;张严;王仁章【作者单位】三明学院化学与生物工程系,福建三明,365004;三明市环保局,福建三明,365000;三明学院化学与生物工程系,福建三明,365004;三明学院化学与生物工程系,福建三明,365004【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.412绿色化学是目前国际上的热点学科，1995年3月6日美国总统克林顿宣布设立“总统绿色化学挑战杯奖”，首次提出了“绿色化学”的概念。
绿色化学是通过对化学产品和过程的设计来减少或消除有害物质的使用和产生〔1〕。
绿色化学已经引起各政府、工业部门、各研究领域和开发商的重视。
聚环氧琥珀酸（PESA）的合成成功顺应了绿色化学发展的要求，是目前国内外公认的一种绿色水处理剂。
PESA是一种水溶性好的绿色聚合物，具有螯合多价金属阳离子的性能，是一种有效的螯合剂。
PESA对钙、镁、铁等离子的螯合能力强，阻垢性能优异，并具有较强的缓蚀作用，可解决高碱高固水质的阻垢问题，可用作锅炉水处理、冷却水处理、海水淡化、膜分离等的阻垢剂、分散剂、缓蚀剂。
在洗涤剂、清洗剂、去污剂中作为金属离子的螯合剂，可代替聚磷酸盐和含氮化合物，用作洗涤剂中的非磷络合剂，能帮助提高洗涤效果，是非磷洗涤剂的一个重要添加剂。
PESA还被用于牙膏的添加剂，防止牙垢的生成；还有资料表明在农业上聚环氧琥珀酸还可以用于种子的处理〔2〕。