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　　馬來酸酐一丙烯酸共聚物鈉鹽具有很好的螯合能力，能改善洗滌劑的一次去污能力.但它與一般洗滌劑中使用的離子交換劑和螯合劑不同，一般洗滌劑中使用的離子交換劑和螯合劑必須使用化學計量才能生產最佳效果，而馬來酸酐一丙烯酸共聚物鈉鹽即使低于化學計量也能發揮足夠的效果，甚至在漂洗過程中也能消除硬度水離子的不良作用.馬來酸酐-丙烯酸共聚物鈉鹽能降低殘留的游離鈣離子濃度.馬來酸酐一丙烯酸共聚物是無毒或低毒的螯合分散劑，它對魚類、藻類和微生物無害，可生物降解，是一種新型的環保型螯合分散劑.

　　1 實 驗

　　實驗藥品見表I.

　　1.1 MA/AA共聚物的合成

　　在裝有冷凝管、溫度計、滴液漏斗、攪拌器的四口燒瓶中加入一定量的馬來酸酐、催化劑和一定量的去離子水，緩緩升溫.至回流溫度時，緩慢滴加丙烯酸、引發劑和去離子水.滴加完畢，再控制在一定溫度下反應一定時間，冷卻出料即得MA/AA水溶液.

　　1.2 Fe3+鰲合性能的測試

　　1.2.1 配制

　　配0.1 mol/L硫酸銨

　　鐵溶液，取Fe（NH4 ）（SO4 ）2·12H2O 48.21 g，溶于500mL去離子水中，加濃硫酸20mL，冷卻稀釋到1 L.

　　1.2.2 測試

　　稱取1g鰲合劑樣品溶于80mL水中，用3O% NaOH 調節 pH值至1O～ 12，再用0.1 mol/L的硫酸銨鐵標準溶液滴定到溶液直到開始渾濁為止.

　　1.2.3 計算Fe3+鰲合值（mg/g）=5.584V/W.式中：V是消耗的硫酸銨鐵標準溶液的體積（mL）；W 是鰲合劑樣品質量（g）.

　　1.3 Ca2+ 鰲合性能的測試

　　1.3.1 配制 配0.25mol/L氯化鈣溶液，取25g碳酸鈣加人到300mL的蒸餾水中，再加入37.5 %鹽酸

　　43mL，待碳酸鈣完全溶解后，將溶液煮沸去除二氧化碳，冷卻后稀釋到1 L.

　　1.3.2 測試稱取5g鰲合劑樣品，溶于80mL水中，用30% 氫氧化鈉溶液調節pH 值至10～12，加入碳酸鈣指示劑（2g Na2CO3溶于100mL蒸餾水中）2mL，用0.25mol/L氯化鈣標準溶液滴定至持久渾濁出現即為終點.

　　1.3.3 計算 Ca2+ 鰲合值（以CaCO3計）（mg/g）一25v/w.式中：V是消耗的鈣標準溶液的體積（mL）；

　　Ⅵ，是鰲合劑樣品質量（g）.

　　1.4 分散力測試

　　1.4.1 測試將0.8g MnO2和一定量的鰲合劑配成100mL分散液，劇烈振蕩5min，穩定靜止1l1.取上層清液5mL，在其中滴加HNO3+H2O2的混合液，待MnO2完全溶解，加熱分解H2O2冷卻后加人0.5gKIO4煮沸至顯色5min，在525nm處，測其吸光度.

　　1.4.2 計算用標準KMnO4 溶液制成濃度一吸光度標準曲線，可得方程：Y=0.013 1x ～0.002 4；x =（ y+0.002 4）/o.013 1；分散力一86.94×10x/158.03.式中：.x是KMnO4 濃度，l0-3 g/L；Y是吸光度.

　　1.5 MA/AA共聚物的產率及特性粘度[η]測定

　　用碘量法測定單體雙鍵的轉化率，作為MA/AA共聚物的產率.按粘度法測定共聚物相對分子質量的方法，在30℃的水溶液中測定MA/AA的特性粘度[η ]，特性粘度[η ]的大小即反映了共聚物相對分子質量的大小.

　　2 結果與討論

　　2.1 MA/AA的合成

　　2.1.1 引發劑用量對共聚物產率的影響 以馬來酸酐、丙烯酸為單體，改變引發劑用量，合成了MA/AA二元共聚物，其引發劑用量與共聚物產率的關系見表2.結果表明，當n（MA） ：n（AA）： （引發劑）（物質的量比）為1：1：0.48時共聚物產率最高，高于或低于該比例，均導致產率下降.說明就產率而言，引發劑用量與單體之間有一最佳比例.

　　2.1.2 單體配比對共聚物性能的影響 溶劑水的量為總單體質量的1.3倍，引發劑用量為單體質量的5.6 時，改變單體配比合成了-MA/AA二元共聚物，考察了單體配比對共聚物性能的影響，結果見表3.

　　實驗結果表明，單體配比中增大丙烯酸的相對含量，共聚物的特性粘度增大，說明共聚物的相對分子質量增大.丙烯酸的雙鍵易斷裂形成自由基，而馬來酸的雙鍵只有在特定催化劑作用下才能斷裂進行自由基聚合.在催化劑作用下，丙烯酸產生的自由基對馬來酸酐雙鍵的斷裂有一定的誘導作用.因此，丙烯酸單體量越多，自由基聚合越容易，形成共聚物的相對分子質量越大.

　　從實驗結果看，隨著單體配比中丙烯酸相對含量的增加，單體的轉化率增大、Ca2+螯合力增加，分散力卻呈現下降的趨勢.說明反應進行的越完全，單體配比的變化越影響共聚物的相對分子質量和羧基含量.

　　2.1.3 反應溫度對共聚物性能的影響 從表4可以看出，隨著反應溫度的不斷增加，單體的轉化率和Ca2+螯合力均增加，共聚物的特性粘度也不斷增加，說明隨著反應溫度的增加.反應進行的越完全，共聚物的相對分子質量也越大；但溫度太高（>95℃）Ca2+螯合力和分散力反而下降，說明溫度太高，反應越劇烈，放熱太快，反而對共聚物的性能產生不良影響.

　　2.1.4 滴加時間對共聚物性能的影響 由表5可知，丙烯酸、引發劑和去離子水混合液的滴加時間越長，聚合物的產率越低，特性粘度越大.由于聚合反應為自由基反應，滴加時間越短，則單位時間內滴人溶液中的引發劑量越多，越易進行多頭引發聚合，聚合速度加快，相同時間內聚合更趨于完全，而多頭聚合導致聚合物相對分子質量下降，即聚合物的特性粘度降低.

　　2.2 不同譬合劑譬合能力比較

　　表6是5種螯合劑Fe3+、Ca2+的測試值.從表6中可以看出，HEDP螯合Fe 3+ 的能力最強，但螯合Ca2+的能力差；AT— IMP螯合Ca2+的能力最強，螯合Fe 3+的能力一般，但其分散性能較好.螯合劑的分子結構中具有可供配位的孤獨電子對，而且能與配位金屬離子形成環狀結構，金屬離子能取代螯合劑上的氫而進人鰲合環中，使金屬離子鈍化.螯合劑的結構不同，其螯合的容量也不同.

　　2.3 復配物螯合能力比較

　　由于單一螯合劑在使用中常存在一些局限性，通過合理復配，可發揮出螯合劑之間的協同效應.表7是復配物螯合劑的組成和螯合性能.從表7中可以看出，馬來酸酐一丙烯酸共聚物與有機磷復配可達到良好的協同效應.這是因為馬來酸酐一丙烯酸共聚物結構中有很多羧基，能螯合堿土金屬等離子；甲叉類有機磷對水解不敏感，穩定常數較高且螯合的容量也大.根據復配物螯合Fe3+、 Ca2+性能，螯合劑A特別適用于氧漂工藝，螯合劑D可用于紡織品的染色和皂洗工藝.

　　3 結 論

　　（1） 馬來酸酐一丙烯酸共聚物合成過程中，馬來酸酐、丙烯酸和引發劑的最佳配比為1：1：0.48，在此配比下，共聚物的產率最高.

　　（2） 所合成的馬來酸酐一丙烯酸二元共聚物具有很強的螯合Ca2+的能力和良好的分散力，易生物降解，是一種新型的環保型螯合分散劑.

　　（3） 馬來酸酐一丙烯酸共聚物與有機磷復配，螯合Ca2+和Fe3+性能好，可用于紡織品的前處理和染色等工藝.

　　來源: 王志剛，吳 欽，劉 許

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