水解聚马来酸酐(HPMA)是一种多功能的聚合物
一、基本信息
中文名:水解聚马来酸酐
别名:聚马来酸
CAS登录号:26099-09-02
缩写:HPMA
相对分子量:400~800
化学结构:HPMA是一种低分子量聚电解质,是马来酸酐(MAH)经过部分水解后的产物,属于聚羧酸类阻垢分散剂。
二、物理状态
外观:通常为浅黄色至棕红色透明液体,具有一定的粘稠度。
溶解性:易溶于水,可以在冷水条件下溶解。
密度:相对密度为1.2(20℃)。
pH值:HPMA为酸性物质,其1%水溶液的pH值通常在2.0~3.0之间。
三、化学及热稳定性
化学稳定性:HPMA具有较高的化学稳定性。
热稳定性:HPMA的热稳定性也很高,分解温度在330℃以上,适用于高温环境下的应用。在高温(小于350℃)和高pH值环境下,HPMA仍能保持良好的阻垢分散效果。
四、主要性能及应用
阻垢性能:HPMA能够与水中的钙、镁等离子形成螯合物,阻止这些离子沉积形成水垢。它还能促使晶格畸变,使形成的微小晶粒分散在水溶液中,而不是聚集成大的晶体沉淀。HPMA对碳酸盐、磷酸盐等水垢有很好的阻垢效果,阻垢率可达98%,阻垢时间可达100小时。因此,HPMA被广泛用作循环冷却水、锅炉水、油田注水等系统的阻垢剂。
缓蚀作用:HPMA分子中的极性基团(如-COOH、-OH)中的氧原子可以成为吸附中心,与水中的金属离子形成螯合物,吸附于金属表面上,形成一层保护膜,从而起到缓蚀作用。与锌盐复配时,HPMA能够更有效地防止碳钢等金属的腐蚀。
分散性能:HPMA具有出色的分散性能,它可以分散悬浮在水中的细小颗粒,防止它们聚集形成沉积物,有助于保持系统的清洁。因此,HPMA也被用作分散剂。
pH调节:HPMA分子中的羧基可以与水中的氢离子(H+)或氢氧根离子(OH-)发生反应,调节水的pH值。在酸性环境中,HPMA可以与H+结合,减少酸性;在碱性环境中,HPMA可以与OH-结合,减少碱性。因此,HPMA还具有一定的pH调节功能。
其他应用:在农业领域,HPMA还可以用作土壤调节剂,改善土壤结构,提高水分渗透性和保水性。此外,HPMA还广泛应用于涂料、造纸、纺织和医药等行业。
五、生产工艺
HPMA的生产工艺主要包括聚合和水解两个步骤:
聚合阶段:使用引发剂(如过氧化物或偶氮化合物)控制反应温度和时间,以获得所需分子量的聚马来酸酐。
水解阶段:通过酸或碱催化水解聚马来酸酐,引入羧酸基团,形成水解聚马来酸酐(HPMA)。
六、安全注意事项
尽管HPMA无毒且对环境友好,但作为酸性物质,应避免与皮肤、眼睛等敏感部位接触。如果发生接触,应立即用大量清水冲洗,并视情况就医。在操作、储存和运输过程中,应穿戴适当的防护装备,如防护手套和工作服。
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