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　　馬來酸酐一丙烯酸共聚物鈉鹽具有很好的螯合能力，能改善洗滌劑的一次去污能力.但它與一般洗滌劑中使用的離子交換劑和螯合劑不同，一般洗滌劑中使用的離子交換劑和螯合劑必須使用化學(xué)計(jì)量才能生產(chǎn)最佳效果，而馬來酸酐一丙烯酸共聚物鈉鹽即使低于化學(xué)計(jì)量也能發(fā)揮足夠的效果，甚至在漂洗過程中也能消除硬度水離子的不良作用.馬來酸酐-丙烯酸共聚物鈉鹽能降低殘留的游離鈣離子濃度.馬來酸酐一丙烯酸共聚物是無毒或低毒的螯合分散劑，它對魚類、藻類和微生物無害，可生物降解，是一種新型的環(huán)保型螯合分散劑.

　　1 實(shí) 驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)藥品見表I.

　　1.1 MA/AA共聚物的合成

　　在裝有冷凝管、溫度計(jì)、滴液漏斗、攪拌器的四口燒瓶中加入一定量的馬來酸酐、催化劑和一定量的去離子水，緩緩升溫.至回流溫度時(shí)，緩慢滴加丙烯酸、引發(fā)劑和去離子水.滴加完畢，再控制在一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)間，冷卻出料即得MA/AA水溶液.

　　1.2 Fe3+鰲合性能的測試

　　1.2.1 配制

　　配0.1 mol/L硫酸銨

　　鐵溶液，取Fe（NH4 ）（SO4 ）2·12H2O 48.21 g，溶于500mL去離子水中，加濃硫酸20mL，冷卻稀釋到1 L.

　　1.2.2 測試

　　稱取1g鰲合劑樣品溶于80mL水中，用3O% NaOH 調(diào)節(jié) pH值至1O～ 12，再用0.1 mol/L的硫酸銨鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到溶液直到開始渾濁為止.

　　1.2.3 計(jì)算Fe3+鰲合值（mg/g）=5.584V/W.式中：V是消耗的硫酸銨鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；W 是鰲合劑樣品質(zhì)量（g）.

　　1.3 Ca2+ 鰲合性能的測試

　　1.3.1 配制 配0.25mol/L氯化鈣溶液，取25g碳酸鈣加人到300mL的蒸餾水中，再加入37.5 %鹽酸

　　43mL，待碳酸鈣完全溶解后，將溶液煮沸去除二氧化碳，冷卻后稀釋到1 L.

　　1.3.2 測試稱取5g鰲合劑樣品，溶于80mL水中，用30% 氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH 值至10～12，加入碳酸鈣指示劑（2g Na2CO3溶于100mL蒸餾水中）2mL，用0.25mol/L氯化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至持久渾濁出現(xiàn)即為終點(diǎn).

　　1.3.3 計(jì)算 Ca2+ 鰲合值（以CaCO3計(jì)）（mg/g）一25v/w.式中：V是消耗的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；

　　Ⅵ，是鰲合劑樣品質(zhì)量（g）.

　　1.4 分散力測試

　　1.4.1 測試將0.8g MnO2和一定量的鰲合劑配成100mL分散液，劇烈振蕩5min，穩(wěn)定靜止1l1.取上層清液5mL，在其中滴加HNO3+H2O2的混合液，待MnO2完全溶解，加熱分解H2O2冷卻后加人0.5gKIO4煮沸至顯色5min，在525nm處，測其吸光度.

　　1.4.2 計(jì)算用標(biāo)準(zhǔn)KMnO4 溶液制成濃度一吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，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 濃度，l0-3 g/L；Y是吸光度.

　　1.5 MA/AA共聚物的產(chǎn)率及特性粘度[η]測定

　　用碘量法測定單體雙鍵的轉(zhuǎn)化率，作為MA/AA共聚物的產(chǎn)率.按粘度法測定共聚物相對分子質(zhì)量的方法，在30℃的水溶液中測定MA/AA的特性粘度[η ]，特性粘度[η ]的大小即反映了共聚物相對分子質(zhì)量的大小.

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 MA/AA的合成

　　2.1.1 引發(fā)劑用量對共聚物產(chǎn)率的影響 以馬來酸酐、丙烯酸為單體，改變引發(fā)劑用量，合成了MA/AA二元共聚物，其引發(fā)劑用量與共聚物產(chǎn)率的關(guān)系見表2.結(jié)果表明，當(dāng)n（MA） ：n（AA）： （引發(fā)劑）（物質(zhì)的量比）為1：1：0.48時(shí)共聚物產(chǎn)率最高，高于或低于該比例，均導(dǎo)致產(chǎn)率下降.說明就產(chǎn)率而言，引發(fā)劑用量與單體之間有一最佳比例.

　　2.1.2 單體配比對共聚物性能的影響 溶劑水的量為總單體質(zhì)量的1.3倍，引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的5.6 時(shí)，改變單體配比合成了-MA/AA二元共聚物，考察了單體配比對共聚物性能的影響，結(jié)果見表3.

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單體配比中增大丙烯酸的相對含量，共聚物的特性粘度增大，說明共聚物的相對分子質(zhì)量增大.丙烯酸的雙鍵易斷裂形成自由基，而馬來酸的雙鍵只有在特定催化劑作用下才能斷裂進(jìn)行自由基聚合.在催化劑作用下，丙烯酸產(chǎn)生的自由基對馬來酸酐雙鍵的斷裂有一定的誘導(dǎo)作用.因此，丙烯酸單體量越多，自由基聚合越容易，形成共聚物的相對分子質(zhì)量越大.

　　從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，隨著單體配比中丙烯酸相對含量的增加，單體的轉(zhuǎn)化率增大、Ca2+螯合力增加，分散力卻呈現(xiàn)下降的趨勢.說明反應(yīng)進(jìn)行的越完全，單體配比的變化越影響共聚物的相對分子質(zhì)量和羧基含量.

　　2.1.3 反應(yīng)溫度對共聚物性能的影響 從表4可以看出，隨著反應(yīng)溫度的不斷增加，單體的轉(zhuǎn)化率和Ca2+螯合力均增加，共聚物的特性粘度也不斷增加，說明隨著反應(yīng)溫度的增加.反應(yīng)進(jìn)行的越完全，共聚物的相對分子質(zhì)量也越大；但溫度太高（>95℃）Ca2+螯合力和分散力反而下降，說明溫度太高，反應(yīng)越劇烈，放熱太快，反而對共聚物的性能產(chǎn)生不良影響.

　　2.1.4 滴加時(shí)間對共聚物性能的影響 由表5可知，丙烯酸、引發(fā)劑和去離子水混合液的滴加時(shí)間越長，聚合物的產(chǎn)率越低，特性粘度越大.由于聚合反應(yīng)為自由基反應(yīng)，滴加時(shí)間越短，則單位時(shí)間內(nèi)滴人溶液中的引發(fā)劑量越多，越易進(jìn)行多頭引發(fā)聚合，聚合速度加快，相同時(shí)間內(nèi)聚合更趨于完全，而多頭聚合導(dǎo)致聚合物相對分子質(zhì)量下降，即聚合物的特性粘度降低.

　　2.2 不同譬合劑譬合能力比較

　　表6是5種螯合劑Fe3+、Ca2+的測試值.從表6中可以看出，HEDP螯合Fe 3+ 的能力最強(qiáng)，但螯合Ca2+的能力差；AT— IMP螯合Ca2+的能力最強(qiáng)，螯合Fe 3+的能力一般，但其分散性能較好.螯合劑的分子結(jié)構(gòu)中具有可供配位的孤獨(dú)電子對，而且能與配位金屬離子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，金屬離子能取代螯合劑上的氫而進(jìn)人鰲合環(huán)中，使金屬離子鈍化.螯合劑的結(jié)構(gòu)不同，其螯合的容量也不同.

　　2.3 復(fù)配物螯合能力比較

　　由于單一螯合劑在使用中常存在一些局限性，通過合理復(fù)配，可發(fā)揮出螯合劑之間的協(xié)同效應(yīng).表7是復(fù)配物螯合劑的組成和螯合性能.從表7中可以看出，馬來酸酐一丙烯酸共聚物與有機(jī)磷復(fù)配可達(dá)到良好的協(xié)同效應(yīng).這是因?yàn)轳R來酸酐一丙烯酸共聚物結(jié)構(gòu)中有很多羧基，能螯合堿土金屬等離子；甲叉類有機(jī)磷對水解不敏感，穩(wěn)定常數(shù)較高且螯合的容量也大.根據(jù)復(fù)配物螯合Fe3+、 Ca2+性能，螯合劑A特別適用于氧漂工藝，螯合劑D可用于紡織品的染色和皂洗工藝.

　　3 結(jié) 論

　　（1） 馬來酸酐一丙烯酸共聚物合成過程中，馬來酸酐、丙烯酸和引發(fā)劑的最佳配比為1：1：0.48，在此配比下，共聚物的產(chǎn)率最高.

　　（2） 所合成的馬來酸酐一丙烯酸二元共聚物具有很強(qiáng)的螯合Ca2+的能力和良好的分散力，易生物降解，是一種新型的環(huán)保型螯合分散劑.

　　（3） 馬來酸酐一丙烯酸共聚物與有機(jī)磷復(fù)配，螯合Ca2+和Fe3+性能好，可用于紡織品的前處理和染色等工藝.

　　來源: 王志剛，吳 欽，劉 許