緩蝕劑
在整個水處理化學(xué)品中，緩蝕劑所占的分額最大，經(jīng)過半個世紀(jì)的研究開發(fā)，主要形成了無機(jī)緩蝕劑（磷酸鹽、鋅鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、鉻酸鹽等）和有機(jī)緩蝕劑（有機(jī)膦酸鹽類、有機(jī)羧酸類及含磷共聚物類等）。由于自身缺陷的存在，水處理緩蝕劑從最初的鉻酸鹽、聚磷酸鹽到有機(jī)膦酸鹽；從高磷、含金屬的配方到低磷、全有機(jī)配方；從單一配方到復(fù)合配方，顯示出水處理緩蝕劑正朝著多品種、高效率、低毒性等方向發(fā)展。近幾年來，國內(nèi)外研究學(xué)者不斷研究開發(fā)出新品種、新配方。有機(jī)膦酸類是陰極型緩蝕劑，是目前研究最多的一個系列；有機(jī)膦羧酸共聚物同時含有膦?；汪然?，兼具有阻垢、分散、緩蝕性能。該系列已形成后期開發(fā)應(yīng)用的水處理劑。
分子中同時引入基團(tuán)和基團(tuán)，因此具有獨特的緩蝕阻垢性能。其緩蝕效果、耐氧化性均優(yōu)于等第一代產(chǎn)品，且穩(wěn)定性能高，并具有優(yōu)異的穩(wěn)定鋅離子作用。國外傳統(tǒng)的合成.@5&; 的方法涉及到劇毒的氰化物，對環(huán)境造成二次污染，且工藝路線復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻。國內(nèi)殷德宏等以亞磷酸二乙酯與順丁烯二酸二乙酯以及丙烯酸乙酯為原料，在強(qiáng)堿性催化條件下，用一步法合成.@5&;。該反應(yīng)條件溫和、工藝流程簡單、無毒; 化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解成正磷酸鹽。同時它能在水中形成金屬保護(hù)膜，有效防止金屬腐蝕，與相比，緩蝕能力大大提高。它能適用于軟水、低硬度水，毒性低，相溶性好，與L4# M復(fù)配增效作用明顯。8.; 是目前緩蝕性能最好的膦系產(chǎn)品。國外合成過程因涉及到劇毒的氰化物，易造成環(huán)境污染；且工藝路線復(fù)雜，反應(yīng)條件苛刻。殷德宏等以二烷基亞磷酸酯與乙醛酸為原料B "J C，經(jīng)一步反應(yīng)得到8.;。
合成路線為：該反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)操作易控制，無毒，產(chǎn)品化學(xué)穩(wěn)定性好，不易水解，不易被酸堿所破壞，使用含量低，緩蝕效果好。#" $ .F&;.F&; 是#$ 世紀(jì)A$ 年代開發(fā)的一種大分子有機(jī)膦酸。其結(jié)構(gòu)特點是，將具有緩蝕性能的膦?；途哂凶韫阜稚⑿阅艿聂然Ⅴセ突撬峄裙倌軋F(tuán)，通過自由基共聚反應(yīng)引入到同一分子中，是一種兼具阻垢和緩蝕的多功能的低磷水處理化學(xué)品，同時也是一種有效的鋅鹽穩(wěn)定性。目前，將膦?；鶊F(tuán)引入到羧酸類聚合物高分子主鏈上有# 種方法，其中以不飽和有機(jī)磷酸為基本單體，輔助其他不飽和羧酸或不飽和磺酸單體通過自由基共聚反應(yīng)而得的方法較常用B "N C。#" % 共聚物緩蝕劑人們發(fā)現(xiàn)某些共聚物不但具有阻垢分散作用，而且還具有緩蝕作用，因此近年來國外大力研究共聚物緩蝕劑，以代替無機(jī)磷酸鹽、鋅鹽、有機(jī)磷酸鹽或磷酸酯等緩蝕劑，用于配制不含有機(jī)磷的全有機(jī)配方。如粟田公司的馬來酸# 戊烯共聚物、不飽和酚# 不飽和磺酸和不飽和羧酸共聚物；片山公司的聚烷撐二醇丙烯醚# 不飽和羧酸共聚物。
除以上所述新型緩蝕劑外，還有氨基磷酸、烷基環(huán)氧羧酸酯、無磷鎢系緩蝕劑、有機(jī)硅緩蝕劑等。! 環(huán)境友好水處理劑在使用各種性能良好的水處理劑過程中，人們發(fā)現(xiàn)其對環(huán)境的污染卻不可避免。比如，有機(jī)磷酸中磷的排放易產(chǎn)生富營養(yǎng)化，破壞生態(tài)平衡；鉻酸鹽、亞硝酸鹽等無機(jī)緩蝕劑具有較大的毒性；在某些水處理劑制備過程中使用的原料（如氰化物等）含有毒性，也在一定程度上限制了水處理劑的開發(fā)及應(yīng)用。因此，研制開發(fā)性能良好且環(huán)境友好水處理劑是目前的研究熱門。
環(huán)境友好水處理劑又稱綠色水處理劑，是指制備過程清潔，使用過程對人體健康和環(huán)境無毒性，并可生物降解成對環(huán)境無害物質(zhì)的一類新型水處理劑。目前主要有烷基環(huán)氧羧酸鹽（$%&）、聚天冬氨酸型（’$(’）和聚環(huán)氧琥珀酸型（’%($）。!" # ’$(’聚天冬氨酸是近年來受海洋動物代謝啟發(fā)而研制開發(fā)的一種生物高分子，具有優(yōu)異的阻垢分散性能和良好的生物可降解性，是目前公認(rèn)的綠色聚合物和水處理劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品。’$(’ 的制備通常是先由原料合成中間體聚琥珀酰亞胺（’()），然后將中間體在酸或堿的催化作用下，進(jìn)行水解生成聚天冬氨酸（鹽），最后經(jīng)酸化、分離提純后即得到純化的’$(’* +, -。其中制備中間體’() 是合成’$(’ 的關(guān)鍵。趙柱等發(fā)明了一種氨基磺酸和有機(jī)堿改性的聚天冬氨酸鈉或鉀* ". -，由該方法得到的改性聚天冬氨酸鈉（鉀）藥劑易配制，生產(chǎn)成本較低，具有優(yōu)良的緩蝕和阻垢性能。陸柱等發(fā)明了一種以無毒、無刺激性的聚天冬氨酸為主要的阻垢成分* "+ -，以不產(chǎn)生公害的鎢酸鹽為緩蝕成分，再加入檸檬酸鈉、苯并三氮唑、鋅鹽等輔助成分，充分利用各組分間的協(xié)同效應(yīng)，得到一種具有緩蝕和阻垢作用的多功能復(fù)合水處理劑。!" $ ’%($’%($ 是一種無磷、非氮且具有良好的生物降解性的綠色水處理劑，具有很強(qiáng)的抗堿性，在高鈣、高硬度水中，其阻垢性能明顯優(yōu)于常用的有機(jī)磷酸類阻垢劑。聚環(huán)氧琥珀酸的制備通常以/$ 為原料，水解生成馬來酸鹽，再以鎢酸鈉為催化劑，在過氧化氫中把馬來酸鹽環(huán)氧化成環(huán)氧琥珀酸鹽，然后將環(huán)氧琥珀酸鹽甲酯化或乙酯化，在無溶液體系或惰性溶劑體系中開環(huán)聚合、水解，得到聚環(huán)氧琥珀酸。其合成反應(yīng)式如下* "" -。熊蓉春等以馬來酸酐為原料，以過氧化物催化劑（&01 $）和釩系催化劑（&01 2）進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，以稀土催化劑3&01 &4進(jìn)行聚合，得到聚環(huán)氧琥珀酸*"5-。該阻垢劑具有用量少、阻垢性能好、適用范圍廣等優(yōu)點。!" ! $%&烷基環(huán)氧羧酸鹽是一種無毒、耐氯、耐溫和優(yōu)良的阻碳酸鈣垢性能的無磷綠色水處理劑。$%& 阻碳酸鈣垢性能優(yōu)于磷酸鹽，對鹵素穩(wěn)定，鈣容忍度較高，且對67（89）"是一種有效的沉積抑制劑*"! -。% 絮凝劑絮凝劑主要用于飲用水、城市污水、工業(yè)廢水和工藝水處理， 其中造紙工業(yè)的絮凝劑用量約占!.:。按化學(xué)成分的不同，絮凝劑主要可分為" 大類，無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑。%" # 無機(jī)絮凝劑無機(jī)低分子絮凝劑主要包括鋁鹽（如硫酸鋁、氯化鋁）和鐵鹽（如硫酸亞鐵、三氯化鐵）。無機(jī)低分子絮凝劑聚集速度慢，形成的絮狀物小，腐蝕性強(qiáng)，在某些場合凈水效果不理想。無機(jī)高分子絮凝劑既有吸附脫穩(wěn)作用，又可發(fā)揮橋聯(lián)和卷掃絮凝作用，其生產(chǎn)及應(yīng)用正得以迅速發(fā)展。無機(jī)高分子絮凝劑品種多樣，見表"* "; -。表" 無機(jī)高分子絮凝劑種類及名稱類型名稱陽離子型聚合氯化鋁聚合硫酸鋁聚合磷酸鋁聚合氯化鐵聚合硫酸鐵聚合磷酸鐵陰離子型活化硅酸聚合硅酸無機(jī)復(fù)合型聚合氯化鋁鐵聚合硅酸鋁聚合硅酸鋁鐵聚合硫酸鋁鐵聚合硅酸鐵聚合磷酸鋁鐵!" # 有機(jī)絮凝劑在近代廣泛采用的水處理絮凝劑中，有機(jī)高分子絮凝劑占有重要的地位，該絮凝劑分子質(zhì)量大，官能團(tuán)多，具有很強(qiáng)的吸附架橋能力。與無機(jī)絮凝劑相比，有機(jī)高分子絮凝劑用量少，絮凝效果好，種類繁多，且產(chǎn)生的絮體粗大，沉降速度快，處理過程時間短，產(chǎn)生的污泥容易處理，已廣泛地應(yīng)用在制革、石油、印染、食品、化工、造紙等工業(yè)的廢水處理中。有機(jī)絮凝劑一般可分為" 大類：合成有機(jī)高分子絮凝劑、天然有機(jī)高分子改性絮凝劑和微生物絮凝劑。合成有機(jī)高分子絮凝劑一般都是水溶性聚合物，按官能團(tuán)離解后所帶的電荷性質(zhì)可分為陽離子型、陰離子型和非離子型。非離子型絮凝劑包括聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。丙烯酰胺與丙烯酸鹽共聚合，或聚丙烯酰胺水解，都能生成陰離子型聚丙烯酰胺。陽離子型聚合物可通過乙烯聚合、高分子反應(yīng)和縮合等途徑合成，分子質(zhì)量比前# 者較低，絮凝效果和無機(jī)絮凝劑相似9 #: ;。人工合成有機(jī)高分子絮凝劑雖然發(fā)展迅速，但還存在著生物降解難、殘留單體有毒等問題。而經(jīng)改性后的天然有機(jī)高分子絮凝劑，則具有無毒、易生物降解、原料來源廣泛等優(yōu)點，因此顯示了良好的應(yīng)用前景。天然有機(jī)高分子改性絮凝劑主要包括淀粉類、纖維素類、含膠植物類、多糖類及蛋白質(zhì)等類衍生物9 #< ;。無機(jī)和人工合成的有機(jī)高分子絮凝劑在使用過程中的不安全性和給環(huán)境造成的二次污染已引起人們的重視。而微生物絮凝劑正是一種安全、無毒、無二次污染的新型有機(jī)高分子絮凝劑，是利用生物技術(shù)，通過細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、抽提、精制而得到。微生物絮凝劑包括機(jī)能性蛋白質(zhì)和機(jī)能性多糖類物質(zhì)。目前研究得比較透徹的有醬油曲霉、擬青霉屬微生物、紅平紅球菌等，也在開發(fā)混合菌株產(chǎn)生的絮凝劑
[1] 2發(fā)展?fàn)顩r
我國水處理劑的研究開發(fā)已取得一定的成果，尤其是近年來，我國陸續(xù)開發(fā)出新型水處理劑，填補(bǔ)國內(nèi)空白。但由于我國水處理劑的工業(yè)發(fā)展歷史較短，基礎(chǔ)相對薄弱，與國外相比，技術(shù)落后、整體水平不高。因此，隨著全球環(huán)保意識的提高，我國水處理劑的開發(fā)應(yīng)以性能良好、無毒、無污染的多功能、環(huán)保、高效水處理劑為主方向。
