“綠色水處理劑”的概念已被提出,但目前真正在水處理現場應用的“綠色水處理劑”的種類還很少。水解聚馬來酸酐作為一種水溶性高效阻垢分散劑,尤其在高溫、高pH值、高堿度、高強度之高難度條件下對碳酸鈣、硫酸鈣之阻垢效果顯著。其耐高溫的性能極佳,分解溫度在330℃以上,耐高溫性能并不是一般的PAA、PAAS及其它共聚物分散劑所能比擬。然而,水解聚馬來酸酐的毒性非常低,沒有導致癌變及畸變等作用,對人體無害,因此也常被用做循環冷卻水、油田注水、原油脫水以及低壓鍋爐水的水處理劑,用于系統的阻垢、防垢等處理。
HPMA作為一種性能優異的阻垢劑,其市場上的需求量很大。但是由于傳統生產工藝對環境和人體存在很大的害處,所以研究開發新的HPMA的綠色化生產工藝是十分必要的。
我們采用以馬來酸酐或馬來酸為主要單體,采用常壓聚合法制備水處理劑或水穩定劑。該過程完全采用水溶性引發劑、催化劑和其它水溶性成分,與傳統的使用有機溶劑(如苯、甲苯等)和有機的引發劑(如偶氮異丁氰、過氧化苯甲酰等)的合成方法相比,沒有安全隱患、無污染,符合現代環保的要求。
在先前研究的基礎上,我們得了合成聚馬來酸酐的最佳工藝條件為:用水代替甲苯作為溶劑,質量分數為30%的H2O2代替BPO作為引發劑,在催化劑Na2WO4作用下合成水解聚馬來酸酐,催化劑用量占單體質量的1.5%,引發劑H2O2與單體MA質量比為m(H2O2)/m(MA)=1:2,從而實現了HPMA的清潔生產。反應溫度控制在95-100℃,引發劑用量為0.045%(占單體總質量),反應時間控制在3-4h。合成的水解聚馬來酸酐的阻垢率達98%以上。如果引發劑用量過大或過小,都會影響聚合物的阻垢效果。
該工藝合成水解聚馬來酸酐,聚合工藝簡單,操作方便,產品生產周期短,能耗小,便于工業化生產。合成出的水解聚馬來酸酐水處理劑的性能穩定、可控,相對分子質量高,阻垢效果好,溴值低,產品技術指標超過了一等品或達到優等品的國家標準。