聚环氧琥珀酸(PESA)及聚天冬氨酸(PASP)为均聚物阻垢剂。它们是无磷、无毒、易生物降解的化合物,有利于环境保护,故被称为绿色水处理剂。国内近年开发,已有应用。

聚环氧琥珀酸(盐)的结构式如下:

什么是聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸阻垢剂?-水处理设备与技术

其主要用于循环冷却水作阻垢分散剂;适用于高硬度、高碱度、高温条件;与氯的相容性好,与聚磷酸盐、膦酸盐及膦羧酸等多种药剂有较好的协同效应。在高硬度、高碱度条件下对碳酸钙的阻垢效果优于ATMP及HEDP。相对分子质量为400~800时阻垢性能最好。与锌盐复配对碳钢有缓蚀作用,并能有效抑制氢氧化锌沉积。

聚天冬氨酸的结构式如下:

什么是聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸阻垢剂?-水处理设备与技术

m≥n,M为H、Na、K、NH4等。

其可以分散水中的CaCO3、CaSO4、BaSO4、Fe2O3、Zn(OH)2、Ca3(PO42、黏土颗粒等沉积物,用于循环冷却水、锅炉水、油田回注水、反渗透、闪蒸器等方面的防垢阻垢。研究报道认为:对不同盐类阻垢时PASP的最佳相对分子质量不同,阻碳酸钙时为2000~5000,使用浓度为3~5mg/L;阻硫酸钙时为1000~4000,使用浓度为2~3mg/L;阻硫酸钡时为3000~4000,使用浓度为4~5mg/L。

PASP毒性低,并具有良好的生物降解性。其分子结构具有类似蛋白质的酰胺键结构,可被生物降解成氨基酸小分子,最终降解成为水和二氧化碳。用相对分子质量为4500的PASP作生物降解试验,10d时降解率为44.1%,28d时为83.0%,与葡萄糖的降解性能相近。试验标准是:10d降解率>10%,28d达到60%时即可认为该物质在环境中能够完全迅速降解。故认为PASP对环境无害。

PASP的结构单一,阻垢性能尚待改进。故国内外进行的改性研究是制成含有磺酸基、膦酰基、羟基等侧基的聚天冬胺酸。