一种端羧基超支化聚酯阻垢剂的合成及其阻垢性能研究

陈叮琳

(青海黄河水电新能源分公司，青海 西宁 810007)

多晶硅生产过程中循环冷却水系统大多采用开放式冷却方式，在循环冷却过程中，因循环水不断蒸发，造成水中各种矿物质和氯离子等浓缩,含量成倍增加，容易生成碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等无机垢[1]，加剧了换热器的腐蚀、结垢等问题，可能造成换热器的泄漏。换热器一旦泄漏,将被迫停止整个生产,导致多晶硅产量下降。所以，抑制无机垢的生成是延长换热器使用寿命、保证多晶硅连续生产的关键，通常采取在循环水系统中加入阻垢剂，减少无机垢的生成。超支化聚合物[2-3]是一种三维球形、无规则多支化、尾端有大量活性基团的独特结构的大分子，属于树枝状分子衍生物，具有黏度小、溶解性能好、反应活性高、吸附能力强等特殊性能。如果在阻垢剂的分子设计中引入超支化聚合物结构，易于与成垢离子发生螯合作用，并通过晶格畸变抑制成垢离子的结晶过程。作者以三羟甲基丙烷(TMP)为核、2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)为AB2型聚合单体，合成端羟基超支化聚酯(HBP-OH)，再以马来酸酐(MAH)进行端羟基改性，得到一种端羧基超支化聚酯(HBP-OMA)阻垢剂，并考察其阻垢性能。端羧基超支化聚酯的合成路线见图1。

图1 端羧基超支化聚酯的合成路线Fig.1 Synthetic route of HBP-OMA

1 实验

1.1 试剂与仪器

2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、对甲苯磺酸(p-TSA)、马来酸酐(MAH)、三乙胺、丙酮均为分析纯。

Spectrum 2000型傅立叶红外光谱仪，Perkin-Elmer公司；Avance Ⅲ400 MHz型核磁共振仪，德国Bruker公司。

1.2 端羧基超支化聚酯的合成[4]

在氮气保护下，将2,2-二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷(物质的量比3∶1) 加入装有搅拌桨、冷凝管和玻璃活塞分水器的500 mL三口烧瓶中，加入一定量催化剂对甲苯磺酸，140 ℃下反应6 h；……