专论与综述

绿色水处理剂聚环氧琥珀酸的研究进展

徐春菊， 王慧龙， 辛剑

（ 大连理工大学化学系， 辽宁 大连

１１６０２３

）

［ 摘要］

２０

世纪

９０

年代开发出的绿色水处理剂聚环氧琥珀酸， 具有无磷非氮结构和可生物降解等性质， 并且兼

具有缓蚀和阻垢双重功效， 可以有效地应用于高碱高硬度水处理过程， 成为目前国内外研究的热点。对聚环氧琥珀

酸的发展情况及国内外的研究现状、不同的合成方法以及相应的优缺点、聚环氧琥珀酸在阻垢和缓蚀以及协同方面

的性能进行了详细的综述， 指出了目前研究中存在的一些有待解决的问题， 同时对聚环氧琥珀酸未来的发展提出了

相应的建议。

［ 关键词］ 聚环氧琥珀酸； 阻垢； 缓蚀； 合成方法

［ 中图分类号］

ＴＱ０８５

＋

．４１２

［ 文献标识码］

Ａ

［ 文章编号］

１００５ － ８２９Ｘ

（

２００６

）

０９ － ０００１ － ０４

Ａｂｓ ｔｒａｃｔ

：

Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｅ １９９０

’

ｓ

，

ｐｏｌｙｅｐｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｒｅａｔｅｄ ａｓ ａ ｎｅｗ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ－ｆｒｉｅｎｄｌｙ

ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｇｅｎｔ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｆｏｒ ｉｔｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｕｎｉｑｕｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｈｉｃｈ
ｈａｓ ｎｏ ｈｅｔｅｒｏ－ａｔｏｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ． Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｌｙｅｐｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ｔｈｅ

ｗｏｒｌｄ

，

ｖａｒｉｏｕｓ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｐｏｌｙｅｐｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ

ｔｈｅｓｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ

，

ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｃａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ

，

ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｏｌｙ－

ｅｐｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｆｉｎａｌｌｙ

，

ｓｏｍｅ ｕｎｒｅｓｏｌｖｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｓｏｍｅ

ｈｅｌｐｆｕｌ ａｄｖｉｃｅ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ

：

ｐｏｌｙｅｐｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ

；

ｓｃａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ

；

ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ

Ｒｅｓ ｅａｒｃｈ ｏｎ ｓ ｙｎｔｈｅｓ ｉｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙｅｐｏｘｙｓ ｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ

Ｘｕ Ｃｈｕｎｊｕ

，

Ｗａｎｇ Ｈｕｉｌｏｎｇ

，

Ｘｉｎ Ｊｉａｎ

（

Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ

，

Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

，

Ｄａｌｉａｎ １１６０２３

，

Ｃｈｉｎａ

）

第

２６

卷第

９

期

２００６

年

９

月

工业水处理

Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ

Ｖｏｌ．２６ Ｎｏ．９

Ｓｅｐ．

，

２００６

在世纪之交， 世界化学和化工学科的发展方向

发生了重大的革命性变革， 其标志就是“绿色化学”
概念的提出

〔

１〕

。绿色水处理剂的发展经历了由天然

高分子绿色水处理剂到人工合成型绿色水处理剂的

过程。常见的天然高分子绿色水处理剂有木质素、淀

粉、丹宁及其衍生物等

〔

２〕

， 由于天然聚合物产品具有

投加量大（

５０ ～２００ ｍｇ ／Ｌ

） 、高温条件下易分解、杂质

含量高等缺陷， 因而现在使用较少。目前发展的人工
合成型绿色水处理剂主要 包 括 聚 天 冬 氨 酸 （

ＰＡＳＰ

）

和聚环氧琥珀酸（

ＰＥＳＡ

） 。

ＰＡＳＰ

和

ＰＥＳＡ

是目前国

际公认的具有无磷、可生物降解特性的绿色水处理

剂

〔

３〕

。关于

ＰＡＳＰ

国内外已有大量报道， 发展已比较

成熟

〔

４～９〕

， 笔者主要对

ＰＥＳＡ

的发展、合成、性能以及

发展方向做一论述。

１ ＰＥＳＡ

的发展及现状

１９７３

年

Ｈ． Ｐ． Ｔｉｌｌｍｏｎ

开 发 出 一 种 新 的 清 洗

剂 ：

１ －

氧杂环丙烷

－ ２

，

３ －

二羧酸 （

１－ ｏｘｙａｃｙｌｏｐａｎｅ －

２

，

３ － ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ

） 聚合物， 即目前所谓的聚环氧

琥珀酸

〔

１０〕

。美国

Ｐｒｅｃｔｏｒ ＆ Ｇａｍｂｌｅ

公司和

Ｂｅｔｚ

公司

分别于

２０

世纪

８０

年代末和

９０

年代初将其作为阻

垢剂

〔

１１～１３〕

。我国也在

２０

世纪

９０

年代末开始对

ＰＥＳＡ

的合成及性能进行研究

〔

１３〕

。

ＰＥＳＡ

是一种具有无磷、非氮结构、可生物降解

的环境友好型水处理剂， 其结构式为：

其中，

ｎ

值一般为

２ ～５０

，

Ｍ

为

Ｈ

＋

或者水溶性的阳离

子， 如

Ｎａ

＋

、

Ｋ

＋

、

ＮＨ

４

＋

等。

ＰＥＳＡ

具有很强的抗碱性， 兼具阻垢缓蚀双重

功效， 其开发突破了基团简单搭配、组合的传统思

１