循环等特点。

在国外水处理剂市场中, 有不少改性淀粉絮凝剂,

如美国 氨氰公 司 ( Am erican Cyanam id Co) 的 A ferofloc,

Bu ckm an 公 司的 Budond, 国家 淀粉 化学 公司 ( N ation al

S tarchand Ch em ical Corp ) 的 Zfloc- A id 和 S tarches613

- 45 以 及 Zyork Sh iree, Dyew are 公 司 的 W isproloc

[ 5]

。

国内各类淀粉 与丙烯 酰胺、丙烯酸、丙烯酸 酯、丙 烯腈

等的接枝共聚反应的研究和产品的开发应 用已经广泛

开展。青岛大学的巫拱生教授等对淀粉改 性进行了深

入系统的研究

[ 6~ 8]

。

1. 3 甲壳质及其衍生物

甲壳质大量存在于虾、蟹、贝类和昆虫 的甲壳中的

天然聚合 物, 相对分子质量在 100万以上。它是由 N

- 乙酰 - D - 氨基葡萄糖以

- 1, 4- 苷式长链结合而

成, 将其脱去乙酰基为壳聚糖。由于壳聚糖分子中有
很多游离的氨基, 可以用来净化饮用水中的卤代物、脱
色染料 废 水、络 合 污 水 中 的 重 金 属。 除去 污 水 中 的

Hg

2+

、Cu

2+

、Cd

2+

、Pb

2+

、Co

2+

等 离子, 以及从放射性废

水中捕获

60

Co、Pu 等放射性元素。甲壳胺 和活性炭、

离

子交换 树 脂 合用, 可以除去或减少自来水中的 C l

2

、

COD、Fe和细菌。甲壳质的无毒无味、

可生物降解等优

点使其被大量应用于食品工业水处理上。

甲壳素与壳聚 糖的 应用研 究早 已取得 巨大 发展,

有很多在数年前已实现商品化。日本每年 用于水处理

的甲壳素约 500 t, 美国环保局也已批准将壳聚糖用于
饮用水的净化

[ 9]

。

1. 4 树胶及其衍生物

树胶是树皮受 到创 伤时自 动分 泌出的 胶体 液, 或

它们的籽实、茎叶或根块中含有的能形成 胶体的物质。

这些胶体物质大多 数是亲水 的 (亲脂的胶体物质通常
称为树脂 )。除少数蛋白胶外 (如明胶等 ), 大多数亲
水胶体 都是 由 不 同 单糖 相 连 所 构成 的 多 糖 ( 也称聚
糖 )高分子物质。

1959年, 肖锦开 发了 一种 天然 含胶 植 物粉 F691,

相对分子质量 为 1 # 10

3

~ 1 # 10

6

, 广泛 应用 于湿 法冶

金废水处理。他研 究了 改性复 合药 剂 CG - A 在油田
含油污水净化 过程中 不仅有 良好 的絮凝 性能, 同时对
抑制设备点蚀有良好效果。他后来还开发出 CG - A

3

、

CM T - A、CMT - A

2

、CGA - SP、CGP - A 等药剂, 这些

药剂都是在 CG - A 作化学改性基础上制得的阴离子
型产物。近两年他 又在 F691上接枝有机磷酸基和羧
基, 以及季胺盐阳离子水处理剂和两性高分子改性水
处理 剂 的 研 制, 主要有 GM T - A、CP - A、CG - SA2、

FNQ - C、FNP - C、F IQ - C、FSM - C、CGAAC 等。这些

药剂都是集絮凝、缓蚀、阻垢性能于一体的 多功能水处

理药剂, 经在循环冷却水模拟系统中试运行, 证明絮
凝、缓蚀、阻垢总体性能良好, 尤以缓蚀效果更为突出,
具有长效性能

[ 11~ 14]

。

由于天然高分 子绿 色水处 理剂 性能 的不稳 定性、

药剂用量大 ( 50~ 200 mg∀ L

- 1

) 、

阻垢和分散效果不及

合成聚合物阻垢剂, 现已很少使用。但是其来源广、价
廉、可生物 降解, 并可以通过对其进行改性以制备经
济、环保、高效的聚合物阻垢剂。如壳聚糖 与丙烯酸的

共聚物, 其阻垢性能优于壳聚糖; 对木质素、单宁改性
可得到具有阻 垢、缓蚀、絮凝、杀 菌作 用的多 功能 水处

理剂。因此, 它是一类开发前景见好的绿色缓蚀阻垢
剂。

2 人工合成的绿色水处理剂

2. 1 聚丙烯酸型

聚丙烯酸型 ( PAA )水处理剂是开发得较早的一类

聚合物阻垢分散 剂, 主要包括聚丙烯酸 ( PAA ) 和聚甲
基丙烯酸 ( PMM A ) 及它们的钠盐, PMMA 中甲基的存
在使其在耐热 方面 有所提 高, 但价格相对较贵。该类
阻垢剂毒性较 小、价廉、具有溶 限效 应, 当其相对分子
质量为 3 000~ 5 000左右时阻垢效果较好。其用药量
很低, 一般 4 mg∀ L

- 1

左 右即可 达较高 的阻垢 率, 几乎

没有排放的污 染问 题。但其生 物降 解性 差、易形 成聚

丙烯酸钙, 使其在含有高 Ca

2+

浓度的环 境中单 独使用

时效果较差。因 此, 它将逐渐被可生物降解的高效绿
色阻垢剂聚环氧琥珀酸 ( PESA ) 和聚天冬氨酸 ( PA SP )
所替代。

2. 2 烷基环氧羧酸型

Cont inum

AEC ( AEC是烷基环 氧羧酸的 简称 )由

目前冷却水业务销售额居世界第一的 Betz D earborn公
司生产

[ 15]

, 它的 特点 是无 毒、能耐 氯、

耐 温, 有特别优

良的碳酸钙阻 垢性能, 是可以取代有机磷酸的无磷阻
垢剂。当其与少量无 机盐 (磷酸盐或锌盐等 ) 复配时,
对碳钢具有缓蚀作用, 因而可组成低磷或低锌配方, 用
于高 pH、高碱度、高硬度、高浓缩倍数的冷却水系统,
且对环境损害很小。

2. 3 聚环氧琥珀酸型

聚环 氧 琥 珀 酸 ( PESA ) 是美国 Prector & G amble

Com pany公 司和 Betz公司 分别于 上世 纪 80 年代 末和

90年 代 初 开 发 的 一 种 无 磷、非 氮 的 绿 色 水 处 理

剂

[ 16~ 18]

。国内熊蓉 春

[ 19]

、吕 志芳

[ 20]

也进 行了 有 关研

究。其结构式为:

23

第 33卷第 3 期

刘中华等: 绿色水处理剂的研究进展