端羧基超支化聚酯阻垢剂的制备及性能研究

胡乐，秦冬玲，杨刚

(南京工业大学 材料化学工程国家重点实验室，江苏 南京 211800)

冷却循环水设备结垢是普遍存在的问题。垢一般由硫酸钙组成[1-2]，垢层的增厚会引起安全问题[3-5]。 现有的阻垢剂对冷却循坏水存在阻垢率低、稳定性差的缺点[6-7]。因此，研发高效、稳定的阻垢剂对冷却循环水的防垢至关重要[8]。本文利用超支化聚合物复杂的分子结构[9-11]，以及其对钙离子的螯合作用[12-15]，一步法合成二代超支化聚酯HBPE-OH，采用马来酸酐对HBPE-OH进行改性，探究合成高效阻垢剂的最佳工艺条件。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

2，2-二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇(PE)、对甲苯磺酸(p-TSA)、马来酸酐(MAH)均为化学纯；三乙胺，分析纯。

SHZ-DⅢ循环水式真空泵；DF-101S数显恒温水浴锅；Nicolet8700傅里叶变换红外光谱仪；S-4800冷场发射扫描电镜；AVANCEⅢHD400M核磁共振波谱仪。

1.2 阻垢剂制备

1.2.1 HBPE-OH的制备 将PE(0.01 mol，1.362 5 g)、DMPA(0.12 mol，16.341 4 g)和催化剂p-TSA(质量分数0.5%，0.088 5 g)加入三口烧瓶中，磁力搅拌，加热至固体变为熔融状态。接入氮气，在 145 ℃ 下，反应3 h。切断氮气，将烧瓶接到负压装置上，在负压0.075 MPa 下继续反应3 h。室温下将烧瓶冷却至50 ℃。加入55 mL 丙酮，搅拌，使产物完全溶解。将烧瓶中物质倒入50 mL乙醚中，搅拌、沉淀、抽滤，白色固体在65 ℃下真空干燥36 h，得到HBPE-OH。合成路线见图1。

图1 制备HBPE-OHFig.1 Preparation of HBPE-OH

1.2.2 改性制备HBPE-COONa 移取50 mL丙酮至三口烧瓶中，加入HBPE-OH(0.001 mol，1.528 0 g)、马来酸酐(0.016 mol，1.569 0 g)和三乙胺(0.1 mL)，在恒温磁力搅拌下进行反应。改性时间为3 h，温度为105 ℃。反应结束后，取30 mL氢氧化钠-乙醇饱和溶液于烧杯中，将烧瓶中的物质全部倒入烧杯中，搅拌、静置、沉淀。抽滤，乳白色熔融状固体在65 ℃ 下真空干燥18 h，得到乳白色HBPE-COONa，研磨。……