丙烯酸2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的制备及性能研究(5)
C 3:1 33.2 11.0 4.4
D 6:4 12.0 8.0 2.0
E 1:1 10.1 10.0 2.0
2.4.2 改变引发剂:单体实验方案设计
本组实验是在单体配比一定（即AA:AMPS=3:1）的情况下，实验过程中，水浴温度保持在90℃，不同组别的引发剂、单体用量见表3.2。
表3.2 改变单体、引发剂比例组数据记录
组别 引发剂 : 单体总量 无水亚硫酸钠（g） AA（g） AMPS（g)
F 4% 0.8 15.0 5.0
G 7% 1.4 15.0 5.0
C 10% 4.4 33.3 11.0
H 13% 2.6 15.0 5.0
2.5 实验数据记录及处理
本次试验，滴定原液消耗的EDTA平均体积为3.06 mL，滴定未加入阻垢剂经恒温九小时试样消耗的EDTA平均值为1.65 mL。实验记录见表3.3。
表3.3 滴定原液及原液恒温后消耗的EDTA
组别 第一组 第二组 第三组 平均体积
滴定原液体积 3.05 3.08 3.05 3.06
滴定经恒温原液体积 1.65 1.65 1.65 1.65
浓缩前试样的体积为750 mL，恒温九小时后各组剩余试样的体积及浓缩倍数计算见表3.4。
表3.4各组试样浓缩后体积及浓缩倍数
组别 A B C D E F G H K
浓缩后体积 251 232 288 327 251 265 310 312 312
α 3.0 3.2 2.6 2.3 3.0 2.8 2.4 2.4 2.4
2.5.1 改变单体配比实验组的数据记录及处理
表3.5滴定不同单体配比试样消耗EDTA体积
组别 A B C D E 空白（K）
消耗EDTA体积 1.60 2.62 2.30 3.54 4.12 1.65
用公式阻垢率η=[(V1-V2)/(αV0-V2)]*100%计算可得各组的阻垢率，见表3.6。
表3.6改变单体配比各组试样的阻垢率
组别 A B C D E
阻垢率（%） 23.90 39.14 38.66 51.88 57.68
由表3.6可以看出，随着AMPS的比例增加，阻垢剂的阻垢性能大致呈上升趋势。AA:AMPS=9:1时最差，只有23.90%，AA:AMPS=1:1时最好。这是因为，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸聚合物的阻垢机理为：聚合物在水中电离称为阴离子型带电高分子链，而阴离子能够吸附成垢盐（即碳酸钙）的微晶粒，首先使晶粒形成双电层，并进而吸附在负离子的分子链使微晶粒带负电。这样吸附在分子链上的微晶粒带负电，它们之间彼此排斥，不能彼此靠近碰撞形成大的晶粒，进而不能够产生沉淀。AA/AMPS对阻垢有贡献的基团主要为-COOH和-SO3H，而磺酸基团具有更强的酸性，在水中更容易电离成为阴离子，且磺酸基团中的O（氧原子）具有更多的孤电子，综合起来看，磺酸基比羧酸基更容易吸附微晶粒，使其带负电。而随着合成中AMPS的比例增加，聚合物高分链中的AMPS的量随着增加，磺酸基团的比例也随着增加，从而阻垢剂性能愈加良好。由表可以看出，3 :1组阻垢率比起临近两组都有所降低，推测原因可能为，这一组合成时，反应物较其他组来说，反应物的量为2倍，反应合成的阻垢剂分子量差别较大。