马来酸酐一丙烯酸共聚物钠盐具有很好的螯合能力，能改善洗涤剂的一次去污能力.但它与一般洗涤剂中使用的离子交换剂和螯合剂不同，一般洗涤剂中使用的离子交换剂和螯合剂必须使用化学计量才能生产最佳效果，而马来酸酐一丙烯酸共聚物钠盐即使低于化学计量也能发挥足够的效果，甚至在漂洗过程中也能消除硬度水离子的不良作用.马来酸酐-丙烯酸共聚物钠盐能降低残留的游离钙离子浓度.马来酸酐一丙烯酸共聚物是无毒或低毒的螯合分散剂，它对鱼类、藻类和微生物无害，可生物降解，是一种新型的环保型螯合分散剂.

　　1 实 验

　　实验药品见表I.

　　1.1 MA/AA共聚物的合成

　　在装有冷凝管、温度计、滴液漏斗、搅拌器的四口烧瓶中加入一定量的马来酸酐、催化剂和一定量的去离子水，缓缓升温.至回流温度时，缓慢滴加丙烯酸、引发剂和去离子水.滴加完毕，再控制在一定温度下反应一定时间，冷却出料即得MA/AA水溶液.

　　1.2 Fe3+鳌合性能的测试

　　1.2.1 配制

　　配0.1 mol/L硫酸铵

　　铁溶液，取Fe（NH4 ）（SO4 ）2·12H2O 48.21 g，溶于500mL去离子水中，加浓硫酸20mL，冷却稀释到1 L.

　　1.2.2 测试

　　称取1g鳌合剂样品溶于80mL水中，用3O% NaOH 调节 pH值至1O～ 12，再用0.1 mol/L的硫酸铵铁标准溶液滴定到溶液直到开始浑浊为止.

　　1.2.3 计算Fe3+鳌合值（mg/g）=5.584V/W.式中：V是消耗的硫酸铵铁标准溶液的体积（mL）；W 是鳌合剂样品质量（g）.

　　1.3 Ca2+ 鳌合性能的测试

　　1.3.1 配制 配0.25mol/L氯化钙溶液，取25g碳酸钙加人到300mL的蒸馏水中，再加入37.5 %盐酸

　　43mL，待碳酸钙完全溶解后，将溶液煮沸去除二氧化碳，冷却后稀释到1 L.

　　1.3.2 测试称取5g鳌合剂样品，溶于80mL水中，用30% 氢氧化钠溶液调节pH 值至10～12，加入碳酸钙指示剂（2g Na2CO3溶于100mL蒸馏水中）2mL，用0.25mol/L氯化钙标准溶液滴定至持久浑浊出现即为终点.

　　1.3.3 计算 Ca2+ 鳌合值（以CaCO3计）（mg/g）一25v/w.式中：V是消耗的钙标准溶液的体积（mL）；

　　Ⅵ，是鳌合剂样品质量（g）.

　　1.4 分散力测试

　　1.4.1 测试将0.8g MnO2和一定量的鳌合剂配成100mL分散液，剧烈振荡5min，稳定静止1l1.取上层清液5mL，在其中滴加HNO3+H2O2的混合液，待MnO2完全溶解，加热分解H2O2冷却后加人0.5gKIO4煮沸至显色5min，在525nm处，测其吸光度.

　　1.4.2 计算用标准KMnO4 溶液制成浓度一吸光度标准曲线，可得方程：Y=0.013 1x ～0.002 4；x =（ y+0.002 4）/o.013 1；分散力一86.94×10x/158.03.式中：.x是KMnO4 浓度，l0-3 g/L；Y是吸光度.

　　1.5 MA/AA共聚物的产率及特性粘度[η]测定

　　用碘量法测定单体双键的转化率，作为MA/AA共聚物的产率.按粘度法测定共聚物相对分子质量的方法，在30℃的水溶液中测定MA/AA的特性粘度[η ]，特性粘度[η ]的大小即反映了共聚物相对分子质量的大小.

　　2 结果与讨论

　　2.1 MA/AA的合成

　　2.1.1 引发剂用量对共聚物产率的影响 以马来酸酐、丙烯酸为单体，改变引发剂用量，合成了MA/AA二元共聚物，其引发剂用量与共聚物产率的关系见表2.结果表明，当n（MA） ：n（AA）： （引发剂）（物质的量比）为1：1：0.48时共聚物产率最高，高于或低于该比例，均导致产率下降.说明就产率而言，引发剂用量与单体之间有一最佳比例.

　　2.1.2 单体配比对共聚物性能的影响 溶剂水的量为总单体质量的1.3倍，引发剂用量为单体质量的5.6 时，改变单体配比合成了-MA/AA二元共聚物，考察了单体配比对共聚物性能的影响，结果见表3.

　　实验结果表明，单体配比中增大丙烯酸的相对含量，共聚物的特性粘度增大，说明共聚物的相对分子质量增大.丙烯酸的双键易断裂形成自由基，而马来酸的双键只有在特定催化剂作用下才能断裂进行自由基聚合.在催化剂作用下，丙烯酸产生的自由基对马来酸酐双键的断裂有一定的诱导作用.因此，丙烯酸单体量越多，自由基聚合越容易，形成共聚物的相对分子质量越大.

　　从实验结果看，随着单体配比中丙烯酸相对含量的增加，单体的转化率增大、Ca2+螯合力增加，分散力却呈现下降的趋势.说明反应进行的越完全，单体配比的变化越影响共聚物的相对分子质量和羧基含量.

　　2.1.3 反应温度对共聚物性能的影响 从表4可以看出，随着反应温度的不断增加，单体的转化率和Ca2+螯合力均增加，共聚物的特性粘度也不断增加，说明随着反应温度的增加.反应进行的越完全，共聚物的相对分子质量也越大；但温度太高（>95℃）Ca2+螯合力和分散力反而下降，说明温度太高，反应越剧烈，放热太快，反而对共聚物的性能产生不良影响.

　　2.1.4 滴加时间对共聚物性能的影响 由表5可知，丙烯酸、引发剂和去离子水混合液的滴加时间越长，聚合物的产率越低，特性粘度越大.由于聚合反应为自由基反应，滴加时间越短，则单位时间内滴人溶液中的引发剂量越多，越易进行多头引发聚合，聚合速度加快，相同时间内聚合更趋于完全，而多头聚合导致聚合物相对分子质量下降，即聚合物的特性粘度降低.

　　2.2 不同譬合剂譬合能力比较

　　表6是5种螯合剂Fe3+、Ca2+的测试值.从表6中可以看出，HEDP螯合Fe 3+ 的能力最强，但螯合Ca2+的能力差；AT— IMP螯合Ca2+的能力最强，螯合Fe 3+的能力一般，但其分散性能较好.螯合剂的分子结构中具有可供配位的孤独电子对，而且能与配位金属离子形成环状结构，金属离子能取代螯合剂上的氢而进人鳌合环中，使金属离子钝化.螯合剂的结构不同，其螯合的容量也不同.

　　2.3 复配物螯合能力比较

　　由于单一螯合剂在使用中常存在一些局限性，通过合理复配，可发挥出螯合剂之间的协同效应.表7是复配物螯合剂的组成和螯合性能.从表7中可以看出，马来酸酐一丙烯酸共聚物与有机磷复配可达到良好的协同效应.这是因为马来酸酐一丙烯酸共聚物结构中有很多羧基，能螯合碱土金属等离子；甲叉类有机磷对水解不敏感，稳定常数较高且螯合的容量也大.根据复配物螯合Fe3+、 Ca2+性能，螯合剂A特别适用于氧漂工艺，螯合剂D可用于纺织品的染色和皂洗工艺.

　　3 结 论

　　（1） 马来酸酐一丙烯酸共聚物合成过程中，马来酸酐、丙烯酸和引发剂的最佳配比为1：1：0.48，在此配比下，共聚物的产率最高.

　　（2） 所合成的马来酸酐一丙烯酸二元共聚物具有很强的螯合Ca2+的能力和良好的分散力，易生物降解，是一种新型的环保型螯合分散剂.

　　（3） 马来酸酐一丙烯酸共聚物与有机磷复配，螯合Ca2+和Fe3+性能好，可用于纺织品的前处理和染色等工艺.

　　来源: 王志刚，吴 钦，刘 许

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