近年来，在工业水处理领域出现了许多共聚物类阻垢分散剂，特别是含磷酸盐共聚物阻垢分散剂，不仅能解决循环冷却水系统产生的碳酸钙垢问题，且能分散氧化铁、稳定锌和有机磷酸[1]。笔者曾以马来酸酐（MA）、2－丙烯酰胺－2－甲基丙基磺酸（AMPS）和2－丙烯酰胺－2－甲基丙基膦酸（AMPP）为单体，成功制备了MA/AMPS/AMPP三元共聚物，但该共聚物聚合率较低[2]。现改进聚合工艺和聚合条件，使MA/AMPS/AMPP三元共聚物综合性能进一步提高。系统地考察了该共聚物抑制碳酸钙和磷酸钙垢沉积能力以及分散氧化铁能力。
1 实验部分
1.1 主要原料和仪器
马来酸酐（MA、分析纯），2－丙烯酸胺－2－甲基丙基磺酸（AMPS、工业品），2－丙烯酸胺－2－甲基丙基膦酸（AMPP），次磷酸钠（化学纯），过氧化氢（分析纯），721型分光光度计，pHs－4型智能酸度计，恒温水浴锅，电磁搅拌器，PERKIN－ELMER FTIR－1700型傅立叶变换红外仪等。
1.2 MA/AMPS/AMPP共聚物的合成
在装有电动搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，按一定配比加人MA，次磷酸钠。少量助剂和蒸馏水，在一定温度和搅拌条件下，通入氮气保护，分别滴加过氧化氢水溶液和AMPS/AMPP混合液，进行共聚合成反应。反应温度控制在80±1℃，滴加时间控制在1h左右。单体、引发剂滴加完毕后，继续保温反应2－4h，停止加热、搅拌、冷却出料，可得团体含量为30％左右，游离单体含量为1.0－160（以溴值表示，溴值按GB10534－97测定）的产品。
1.3 共聚物性能分析[3]
1.3.1 聚合率（单体转化率）的测定
聚合率由溴值计算得出，溴值测定按照中国石油化工总公司《冷却水分析和试验方法》试验306的方法进行。由于样品试液中仅有未转化的单体，利用其双键与Br2起摩尔比为1:1的加成反应，根据已知的单体配比可以计算出单位质量固体样品中参加反应的单体总摩尔数，即可得聚合率：
式中：X—溴值，mg/g；
MBr2—溴的相对分子质量；
m0—单体总质量，g；
m1、m2、m3—第一、二、三单体的质量，g；
M1、M2、M3—第一、二、三单体的相对分子质量。
1.3.2 阻垢率的测定
1.3.2.1 静态阻CaCO3垢实验
静态阻CaCO3垢实验按上述《冷却水分析和实验方法》实验401进行，试验条件：共聚物质量浓度=16mg/L，ρ(Ca2+)=250mg/L，ρ(HCO3-)=250mg/L（均以 CaCO3计），浓缩1.5倍，80℃恒温10h，取出冷却过滤，测定过滤液中Ca2+质量浓度，按
η=[(ρ1-ρ0)/(375-ρ0)]×100％
计算CaCO3的阻垢率。
式中：η—阻垢率；
ρ1、ρ0—加与不加共聚物的试样过滤液中Ca2+的质量浓度（mg/L），以CaCO3计。
1.3.2.2 静态阻Ca3(PO4)2垢实验
静态阻Ca3(PO4)2垢实验按上述《冷却水分析和实验方法》实验402进行。试验条件：共聚物质量浓度=18mg/L，ρ(Ca2+)=250mg/L，ρ(PO43-)=5mg/L，用四硼酸钠调节pH=9.0，80℃恒温10h。取出冷却过滤，测定过滤液中PO43-质量浓度，按
η’=[(ρ1‘-ρ0‘)/(5-ρ0’)]×100％
计算Ca3(PO4)2的阻垢率。
式中：η‘—阻垢率；
ρ1‘和ρ0‘—加与不加共聚物的试样过滤液中的PO43-质量浓度，mg/L。
1.3.3 分散氧化铁性能评定[4]
用高pH值下FeSO47H2O的水解产物作为氧化铁悬浮介质，加热搅拌，静置取上清液，用721分光光度计（420nm，3cm比色皿）测透光率，透光率越小，分散效果越好。试验条件：ρ(Ca2+)=150mg/L，ρ(Fe2+)=10mg/L（用FeSO47H2O试剂），pH＝8.77
（用四硼酸钠0.5mg/L调节），θ=50℃，t=5h。