SAS/AMPS/IA共聚物中官能团对碳酸钙的协同阻垢作用

来源期刊：材料导报2021年第2期

论文作者：余嵘 刘扬 王增科 田昭 吕芙蓉

文章页码：2207 - 2212

关键词：聚合物;官能团;协同作用;碳酸钙;

摘    要：以衣康酸（IA）、烯丙基磺酸钠（SAS）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料,通过自由基溶液共聚合法,合成均聚物PIA、PSAS、PAMPS以及SAS/AMPS/IA三元共聚物。红外光谱、凝胶渗透色谱分析显示,三元共聚物中含有羧基、磺酸基、酰胺基官能团。静态阻垢法表明:均聚物、共混物及不同单体配比的SAS/AMPS/IA共聚物对CaCO₃的阻垢效果有明显差异,共聚物中单体对阻垢效果影响程度的排序为:IA>AMPS>SAS。对CaCO₃垢样进行SEM、XRD分析:加入PSAS、PAMPS的CaCO₃晶体结晶颗粒减小,晶胞出现条状纹理;加入PIA、SAS/AMPS/IA的CaCO₃晶体碎散,棱角消失,XRD图谱显示方解石特征峰的峰高显著降低,CaCO₃晶体由方解石逐步转变为球霰石。晶体破坏程度的排序为:SAS/AMPS/IA>PIA>PAMPS>PSAS。对加入均聚物及共聚物SAS/AMPS/IA的CaCO₃晶体表面进行Zeta电位测试,根据静电排斥能分析表明,羧基主要吸附于Ca²⁺表面,而磺酸基所带的负电荷增加了垢体表面的电势能,增大颗粒间静电斥力从而使CaCO₃晶体分散稳定,并破坏方解石晶体的形成,两种官能团的协同作用使得SAS/AMPS/IA对碳酸钙晶体的破坏程度增大。而均聚物PIA、PSAS、PAMPS因不存在多官能团间的协同作用,它们的阻垢效果明显低于共聚物SAS/AMPS/IA的阻垢效果。