阻垢剂是一类重要的水处理化学产品，它能够阻止难溶的无机盐类沉积结垢，例如碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等。工业生产中出现的结垢现象，会引起传热效率的降低，管道堵塞等问题，造成资源浪费，效率低下，成本增大等，严重影响正常的生产运行。它已经广泛应用于循环冷却水、锅炉用水、油井注水等工业用水中，以保证生产的正常运作。
　　1实验部分
　　反应原理
　　以亚磷酸、甲醛、碳酸铵为主要原料直接一步法合成氨基三甲叉磷酸，反应式为：
　　6H3PO3+6HCHO + (NH4)2CO3→2N[CH2PO(OH)2]3+CO2↑+7H2O
　　亚磷酸作为参与Mannich反应的C-H活泼氢化物相当的磷化物，磷原子的亲核性能是形成C-P键的主要原因，反应体系中应加入适量的水，以利于甲醛在水溶液中的溶解和参与反应。
　　实验确定的最佳工艺条件是：H3PO3：HCHO：(NH4)2CO3=3.0：4.0：0.6(摩尔比)，反应温度为110℃，保温反应3.0 h，对此进行了3组稳定性实验，结果见表1。
　　由表1可知，3次实验产品的各项指标均达到ZB／T71003—89优等品的标准，说明该工艺重复性好，产品质量稳定，所以，确定的工艺条件是切实可行的。
　　2性能分析
　　2.1产品阻垢性能检测
　　静态碳酸钙沉淀法具有快速、简便特点，在评定单一阻垢剂抑制碳酸钙垢时,试验效果较明显，故本实验采用静态阻垢试验方法。
　　静态阻垢试验方法：用去离子水配制750mL的阻垢剂、Ca2+、HCO3-的溶液，并用NaOH调节pH为8.5，然后至于80°C恒温水浴中并记时，当蒸发浓缩至500mL（浓缩倍数为1.5）时取下烧杯，迅速冷却到室温后将试液移至500mL容量瓶中，试液不足500mL时，用去离子水补足，并摇匀，继续至于80°C恒温水浴中，从记时开始恒温10h，实验结束后，取出容量瓶，冷却至室温，吸取上层澄清溶液，用EDTA滴定法分析测定钙离子的质量浓度。同时做空白实验。
　　阻垢率=×100% [17]（1）
　　式中：Ca02+为未加药实验用水的Ca2+含量，mg/L
　　Ca12+为加药剂加热浓缩后溶液中Ca2+含量，mg/L
　　Ca22+为未加药剂时加热浓缩后溶液中Ca2+含量，mg/L
　　2.1.1阻垢剂浓度对阻垢性能的影响。当Ca2+和HCO3-浓度均为250mg/L时，ATMP的浓度与阻垢率的关系如图2所示，随着ATMP浓度的增加，阻垢率也随之增加，达到一定值（7.5mg/L）后，继续增加，阻垢率则有所下降。
　　2.1.2试液硬度对阻垢性能的影响。试液中的碱度(HCO3-浓度)为250mg/L(以CaCO3计)，pH=7.0不变，改变Ca2+含量，即改变了硬度，加入等量同浓度（例如7.5 mg/L）ATMP。阻垢率与硬度的关系如图3所示。ATMP阻垢率随着试液硬度的增加而呈下降趋势。可以通过阻CaCO3垢的效果来评定ATMP的阻垢性能。
　　2.1.3 pH值对阻垢性能的影响。当ATMP的浓度为7.5 mg/L，Ca2+和HCO3-浓度均为250mg/L时，通过改变HCO3-浓度来改变试液的pH值，在6～9范围内，行阻碳酸钙垢的静态阻垢实验，阻垢率和pH值关系如图4所示。在到达最高活性pH值（8左右）后，随碱度上升，它的阻垢效果呈下降。
　　2.2产品缓蚀性能检测
　　缓蚀性能以缓蚀率表征，缓蚀率的检测采用静态失重法：标准的A3(50mm×25mm×2mm） 钢试片,经打磨，抛光，脱脂处理后的试片分别浸泡在一定量的未加药剂和加药剂以配制好的溶液中。Ca2+离子和HCO3-离子的浓度均为250mg/L，80oC下恒温24小时。采用公式计算缓蚀率：缓蚀率=△W/(24×S） 〔1〕
　　式中：△W——浸泡在未加试剂的溶剂中和已加试剂的溶剂中钢试片的重量差,mg；S——钢片面积，cm2。多次计算取平均值。
　　实际应用中也仅利用有机瞵酸的阻垢性能，结合锌盐及聚合物的复配达到缓蚀的目的。当Ca2+浓度为250mg/L，HCO3-浓度为250mg/L，ATMP随浓度的增加，缓蚀率明显的增加。但是有机瞵酸在较低的浓度下，达不到良好的缓蚀效果。
　　3结论
　　以亚磷酸、甲醛、碳酸铵为原料，合成ATMP的最佳工艺是：H3PO3：HCHO ：(NH4)2CO3 == 3.0：4.0：0.6(摩尔比)，反应温度为 110℃，保温反应3.0h，此合成工艺简单，成本低，操作简便。产品亚磷酸含量低，使用过程中不会对环境造成污染。有机膦酸ATMP对CaCO3有良好的阻垢作用,是其主要性能。
　　参考文献：
　　［1］ 叶文玉.水处理化学品[M].北京:化学工业出版社,2002.
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　　［2］ 曹展梅.绿色阻垢剂的研究现状与进展[[J].扬州教育学院学 报，2002,20(3):39-42
　　［3］ 郑书忠.水处理药剂及其应用[M].北京:中国石化出版社， 2002,1-2
　　［4］ 宋彦梅.绿色阻垢剂的研究现状及应用进展[J],工业水处理, 2005（098~12）