马来酸酐和水解聚马来酸酐的区别

水解聚马来酸酐是什么

2019/11/2 13:16:10

概述

水解聚马来酸酐（HPMA）是一种无磷水处理剂，能与水中钙、镁等离子形成螯合物，并能促使晶格畸变.HP-MA的阴离子被碳酸钙晶核吸附后，使晶核带有电荷，由于同性电相斥，微小的晶粒分散到水溶液中，使沉淀转为流动性好的松散性水渣，对剥离老垢有良好的效果.HPMA与其他低磷缓蚀阻垢剂如ATMP、PBTCA等配伍，形成的复合缓蚀阻垢剂，被广泛应用于循环冷却水、锅炉用水、油田注水、工业用水的处理等方面。

结构分析

水解聚马来酸酐是聚马来酸酐部分水解的产物.据测定，约60%～70%的酸酐结构被水解为羧酸，并非完全水解.通过分子微观结构的构-效关系研究表明：水解度增大有利于水解聚马来酸酐阻垢性能的提高，因此在水解聚马来酸酐的合成过程中尽可能保证较大的水解度. 从水解聚马来酸酐的结构式分析：分子中羧基能与水中钙、镁等离子形成化合物，并能促进晶格畸变，使沉淀转为流动性好的松散性水渣. HPMA与带有羟基或磺酸基的聚合物一样，溶于水后，能离解成氢离子和酸根阴离子，使链状分子上带负电荷.这种长链的带负电荷的阴离子被碳酸钙晶核及微小晶粒吸附后，使其带有更多的负电荷，由于同性电相斥，晶粒分散到水溶液中，阻止了它们聚凝而生成更大的晶体，因而，HPMA有溶限效应，低剂量使用时有高阻垢效能。

此外，水解聚马来酸酐的羰基＝O作为电子给予体，具有很强的络合作用，改变碳酸钙、磷酸钙结晶正常形态，阻碍其成长为较大的结晶，从而使得水解聚马来酸酐有抑制水垢生成和剥离老垢的作用.

特性

水解聚马来酸酐（HPMA）是一类多元羧酸类阻垢剂，与其它缓蚀剂、阻垢剂可以互配.分子量约为600~1200，水溶液为棕黄或棕红色、粘稠、酸性液体，化学性质稳定，能在350℃以下的条件下使用.HPMA对碳酸盐、磷酸盐阻垢性能优良，有明显的溶限效应和显著的分散效应，适应于不同pH值的水质.HPMA无磷、无毒，对环境友好，能被微生物降解，降解产物对生态环境无影响. 1.水解聚马来酸酐的阻垢性能 水解聚马来酸酐具有下列阻垢特点：

（1）对碳酸钙垢相当有效，且同时兼有晶格畸变和阀值效应（即具有单向导电性）.即使成垢，亦比较疏松，易被水流冲掉而不至于结成硬垢；

（2）耐高温，通常在350℃以上才发生分解，可在高温下使用；

（3）除对碳酸钙有效外，对磷酸钙、硫酸钙等也有一定分散能力；

（4）可与锌盐复配，对碳钢的缓蚀有协同效应；

（5）无毒，对环境无明显影响.

2.水解聚马来酸酐的缓蚀性能 水解聚马来酸酐的缓蚀机理是：HPMA分子中的极性基团（—COOH）、（—OH）中的氧原子可以成为吸附中心，与水中的金属离子形成螯合物，吸附于金属表面上，沿金属表面形成一层保护膜，从而起到缓蚀作用.单一聚马来酸酐是性能优良的阻垢剂，而缓蚀性能较差，与聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸相比，其缓蚀性能稍强，通常引入C—P键和次膦酸基（—PO2H2）以增强缓蚀性能.

复配阻垢剂

1.HPMA与ATMP复配 氨基三甲叉膦酸（ATMP）作为水质稳定剂的主要作用：一是络合作用，既能软化水，又能除垢；二是ATMP对CaCO3垢层的生长起着干扰作用，使CaCO3晶体结构发生很大的畸变.

2.HPMA与PESA复配 聚环氧琥珀酸（PESA）具有无磷、非氮结构，可生物降解，兼具阻垢和缓蚀双重功效.HPMA－PESA的复配对碳酸钙垢具有良好的阻垢性能，阻垢剂的浓度、温度和浓缩时间对阻垢效果有很大影响.HPMA－PESA复配剂加入量的增加对于碳酸钙的阻垢性能也相应增加，加到一定量时会趋于饱和平缓状态.此复合配方在浓缩时间为10h时最大，随着浓缩时间的进一步延长，阻垢率开始缓慢下降.

3.HPMA与EDTMPS复配 乙二胺四胺甲叉膦酸钠（EDTMPS）与水混溶，能与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，使钙垢正常结晶被破坏，与HPMA复配阻垢率大大提升.

4.HPMA与PAA复配 聚丙烯酸（PAA）是一种性能优良的阻垢分散剂，具有良好的抑制水垢的生成和剥离老垢的作用，可在碱性和中等浓缩倍数条件下进行反应而不结垢.HPMA－PAA作为新型的复合阻垢剂，具有阻垢效果佳、热稳定性好等优点.

5.HPMA与HEDP、AMPS三元复配 高分子缓蚀阻垢剂分子中含有“稳定基团”和“停靠基团”两种重要基团，停靠基团吸附在微晶上，水溶性差而吸附力强.稳定基团则与溶剂有良好的亲和力.HPMA上的大量羧基电离后带有负电荷，是优良的稳定基团.2－丙烯酰－甲基丙磺酸（AMPS）上的酰胺基对成垢物微晶具有很强的吸附性，是优良的停靠基团.HEDP易与金属离子形成六元环螯合物，并具有协同效应.HPMA与APMS、HEDP复配，在聚马来酸酐分子中引入了优良的停靠基团，提高了聚合物的吸附性，从而提高了聚合物的“晶格畸变”和“吸附分散”作用以及耐温性和时效性.极少的阻垢剂投加量就能达到较高的阻垢率.

制备方法

在装有温度计、搅拌器、冷凝器和滴液漏斗的250mL四口烧瓶中加入一定量顺丁烯二酸酐和水,将水升温至55～ 60℃ ,待顺丁烯二酸酐全部溶解后,加入适量的催化剂,开动搅拌器同时升温至反应温度,通过滴液漏斗在一定时间内滴加引发剂。滴加引发剂过程中注意控制温度,滴加结束后,继续反应1h,即得聚马来酸产品。

图1为合成水解聚马来酸酐的反应式

主要参考资料

 [1]杨祥晴,颜幼平,奚长生,黎绮娜.缓蚀阻垢剂水解聚马来酸酐的研究和应用[J].韶关学院学报,2014,35(02):43-48.

[2]张洪利,魏丹,徐飞,蔡鹏,张家梁.水解聚马来酸酐的最新合成工艺研究[J].应用化工,2008,37(12):1478-1480.

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马来西亚试管婴儿和国内的试管流程没什么大的区别，试管婴儿的流程如下：

1、检查

夫妻双方都需要接受检查，检查的项目因人而异，一般男方需要做的检查有精液检查，女方需要做的检查主要有B超检查、输卵管检查、性激素六项检查等，其它还有一些检查是夫妻双方都需要做的，包括：染色体检查、血尿常规检查，另外还需要检查肝功能、肾功能等。

2、促排卵、B超监测

医生根据夫妻双方的情况制定合适的试管婴儿方案，然后开始给女性进行促排卵治疗，并且在月经来的第八天开始去医院进行B超监测排卵，一般要做多次，检查卵泡发育情况。

3、取卵、取精

一般说来，每个女人取的卵泡数量不等，有的可能几个，有的可以达到几十个，卵子的质量好、数量多，试管婴儿 的成功率就会更高一点，当然这也并非绝对，有的时候也得看运气的，妻子取卵和丈夫取精是同步进行的。

4、受精

医生会在实验室里让女方的卵子和男方的精子结合受精，使受精卵形成。

5、胚胎培养

受精卵形成后就要进行胚胎培养了，在培养3天后，胚胎就会形成，通常医生会多培养几个胚胎，以更好地保证试管婴儿的成功率，受精和胚胎培养都是医生在实验室里完成的，患者只需要静候佳音就可以了。

6、移植胚胎

医生会将培养成功的新鲜胚胎直接移植到女性的子宫腔里，一般会移植两三个，剩余的胚胎就会先冷冻保存，在取 卵后的三天移植胚胎，移植后可要先躺一会儿，但回家后就不要再一直躺在床上了，适当活动可以提高成功率。

7、抽血验孕

在移植胚胎后的第十四天，女性就可以开始验孕了，虽然用试纸也可以验孕， 但最好是去医院进行抽血验孕，结果 更准确，如果成功受孕，那就要注意休息，好好保胎，过二十天后再去医院做个B超检查，看胚胎发育是否正常。

含有马来海松酸酐加合物的松香。由松香与马来酐（顺丁烯二酸酐）起狄尔斯—阿尔德反应所得到的产品。马来松香是一种改性松香，出现在20世纪30年代，逐步应用于造纸、油漆、油墨、有机合成等方面。美国于40年代末期开始使用马来松香取代松香作造纸施胶剂。1975年中国开始研制马来松香，并作为施胶剂用于造纸工业。

性质

松香主要由占85%左右的各种树脂酸组成，其余多为沸点较高的萜类中性物。松香中除左旋海松酸外，其他树脂酸都不能直接和马来酐发生加成反应。枞酸型酸异构为左旋海松酸时才能与马来酐反应。枞酸型酸，如枞酸、新枞酸和长叶松酸，在一定条件下能异构成左旋海松酸，并具有一定的平衡关系。将马来酐加到含有微量的左旋海松酸的平衡混合物中，即可发生加成反应，并使之不断向生成马来海松酸酐加合物方向移动，从而生成大量的狄尔斯—阿尔德加成产物。工业上制得的马来松香是马来海松酸酐加合物（50%以上）、未起反应的树脂酸（约35%）及中性物质（约10%）的混合物。加成反应后的混合物官能团增加，具有较高的软化点和比重。马来海松酸酐分子式为C24H32O5，分子量为400.52。

马来松香的酸值和皂化值随马来酐加入量增加而增加。马来松香的软化点在加入量小于15%时，与马来酐增加量成正比。加成反应在温度160℃以上，经过一定时间，可基本完成。温度高于200℃时，软化点稍有降低，颜色变深。脂松香比浸提松香反应产物的软化点高，而皂化值低。松香和马来酸的几何异构体——富马酸同样起狄尔斯—阿尔德反应，生成的加合物称富马松香。酸值、皂化值与马来松香相似，但软化点较高。

马来松香经钠皂化后所生成的胶，除了含树脂酸钠和部分未皂化的游离树脂酸外，还含有马来海松酸钠和部分的游离马来海松酸。上述主要组分的数量取决于松香的化学组成和皂化条件。树脂酸分子的三环烃部分是疏水性的，具有施胶所需的抗水特性。马来海松酸胶乳化后在悬浮液中的颗粒度比松香胶要小，因而它能够在较大的纤维面积上更均匀地分布。胶中的马来海松酸有3个羧基，增强了羧基的活性，施胶时如羧基朝着纤维一边，硫酸铝—松香络合物就能在较大的纤维面积上覆盖，从而提高施胶效果。

生产工艺

将熔化的热松香加入反应锅，升温达150℃时开动搅拌器，加入马来酐，其量根据所需的马来松香规格来确定。加成反应系放热反应，料温会迅速上升，应注意控制温度，不要超过规定。搅拌保温2～3小时，反应完成。如欲得到不同规格的马来松香，可在加成反应结束后，送入混合器内再行配制。

质量指标

中国马来松香专业标准（ZB 72001—84）规定的质量指标如下表：

用途

有以下几方面：

造纸施胶剂

马来松香作造纸施胶剂，对不同的浆粕和纸种获得不同的效果。一般说，可节约20～40%的松香和减少明矾用量；减少纸机毛布清洗次数，延长更换期；减少粘辊、粘缸、粘糊用网等现象。此外还能减少夏季施胶的困难。

马来松香酯

常用的酯类有甲基酯、乙二醇酯、甘油酯、季戊四醇酯等，它们具有较高的软化点，是成膜材料的主要组分，用以制造油漆和印刷油墨。特别是用在以硝化纤维为基础的涂料中时，可大大改善其粘度、干燥速度、硬度和光泽度。马来松香聚酯可用于多种胶粘剂。

聚酰胺—亚胺树脂

先由松香马来酐的加合物制成单酰氯，再与二胺缩合制成。用来制备坚硬有韧性的抗有机溶剂的薄膜或细丝，是一种有实用价值的树脂。

混凝土起泡剂

为了减轻高层建筑基础的承重，需要使用轻质混凝土。用马来松香作混凝土起泡剂，能减轻建筑物的重量，而且可以节约水泥，提高混凝土的绝热性能。

此外，马来松香可作环氧树脂熟化剂，纸张、纸板、合成橡胶、绝缘材料的添加剂等。

毛板下锯法

从原木一侧锯去一块板皮后，平行于锯剖面继续依次锯割毛边板，至一定程度，翻转180°，锯去板皮，再依次锯割的下锯方法。又称二面下锯法。下锯顺序如图。毛边板下锯法适用于框锯和多锯片圆锯。它的主要优点是：工艺过程简单；可从较小径级的原木中锯割出较宽的板材；生产效率较高，且可利用原木尖削度，锯割出梯形板材，经搭配或合理截断使用，获得较高的出材率。缺点是：采用这种下锯法锯出的板材都是毛边板，裁边工作量大；不便于避开或剔除原木缺陷。（刘志福）

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