羧酸磷酸化淀粉

[结构式]

淀粉是一种天然高分子环状聚合物，具有“内腔亲水，外腔疏水”的特性，其外侧大量的羟基对高价金属具有螯合作用，因此天然淀粉具有一定的缓蚀阻垢性能。淀粉来源广、价格低、无污染，在提倡绿色化学的今天，有着广泛的应用前景。但是，天然淀粉作为阻垢剂存在用量大、性能不稳定等缺点，不能适应要求日益严格的现代水处理。近年来，人们采用各种方法对淀粉进行改性，使淀粉的结构、性质发生改变，以提高其阻垢性能。羧酸磷酸化淀粉是在淀粉分子中引入羧基基团和磷酸基团，提高淀粉的缓蚀阻垢性能。

[物化性质]外观为白色或黄色固体，能与水互溶成透明黏稠液体，相对分子质量范围103～105。羧酸磷酸化淀粉的阻垢机理与水解马来酸酐、聚丙烯酸类阻垢剂相似，具有络合增溶、晶格畸变和凝聚分散等作用。其阻垢性能受温度、pH值、阴离子等多种因素影响，但表现出较大容忍性。羧酸磷酸化淀粉还可作为一种优良的缓蚀剂，它具有与锌离子有良好的协同效应，两者进行复配，缓蚀效果明显。

[制备方法]制备羧酸磷酸化淀粉的工艺分为两个步骤，先进行氧化使淀粉羧基化再进一步磷酸化，工业上常用的氧化剂有次氯酸钠、高锰酸钾、过氧化氢等，酯化剂有正磷酸盐(NaH2PO4、Na2HPO4)、焦磷酸盐(NaHP2O7)、偏磷酸盐(Na4P2O7)等。

将适量的玉米淀粉加入反应器中，加入适量的去离子水，开动搅拌并逐渐升温，在70～80℃的温度下将淀粉预胶化，然后加入次氯酸钠或高锰酸钾进行氧化反应3h。将氧化后的淀粉反应液冷却至室温，在搅拌下分批加入计量的五氧化二磷(P2O5)，控制加入速度不使反应过于激烈，加完后继续搅拌反应1h即得羧酸磷酸化淀粉型阻垢缓蚀剂。反应式如下：

[应用]羧酸磷酸化淀粉中含有较高的—COOH含量，并且通过改性引入—PO(OH)2基团，因此具有较高的阻垢和缓蚀性能。属于以阳极控制为主的混合型缓蚀剂，对自来水中的碳钢具有很好的缓蚀效果，在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式。羧酸磷酸化淀粉的缓蚀阻垢性能受介质温度、pH值、阴离子等多种因素的影响，但表现出较高的容忍度。而由于生产羧酸磷酸化淀粉的原材料来源广泛、价格低廉，因此这--水处理产品具有广阔的应用前景。

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