Полиэпоксиянтарная кислота PESA Полиоксиран-2,3-дикарбоновая кислота CAS 51274-37-4

Компания Tree Chem производит полиэпоксиянтарную кислоту (PESA) стабильного качества и с надежными характеристиками для применений, требующих экологически чистого, не содержащего фосфора контроля образования накипи. PESA эффективно ингибирует образование накипи из карбоната кальция, сульфата кальция и сульфата бария, а также обеспечивает хорошую диспергирующую способность для взвешенных твердых частиц. Благодаря высокой биоразлагаемости и низкой токсичности, PESA подходит для отраслей промышленности, требующих строгих экологических стандартов.

Данный продукт поставляется в виде бесцветная или светло-желтая прозрачная жидкость Обладая хорошей химической стабильностью, он совместим с широким спектром химикатов для обработки охлаждающей воды. PESA особенно подходит для систем, требующих длительной эксплуатации, высокой циклической концентрации или нулевого сброса фосфора. Для сотрудничества или получения поддержки в разработке рецептур обращайтесь по указанным контактам. info@cntreechem.com.

Спецификация

Основная информация

Элемент	Подробности
Название продукта	Полиэпоксиянтарная кислота
Аббревиатура	PESA
Синонимы	Гомополимер 2,3-оксиранедикарбоновой кислоты; гомополимер эпоксиянтарной кислоты; полиоксиран-2,3-дикарбоновая кислота; PESA 40%
Номер CAS.	51274-37-4
Молекулярная формула	C4H4O5
Молекулярный вес	132.07
Появление	Бесцветная или светло-желтая прозрачная жидкость

Технические характеристики

Параметр	Спецификация
Появление	Бесцветная или светло-желтая прозрачная жидкость
Твердое содержимое, %	≥ 40,0
Плотность (20°С), г/см³	≥ 1,30
pH (раствор 1%)	10.0 – 12.0

Приложения

Водоочистная промышленность

Полиэпоксиянтарная кислота (PESA) — это, прежде всего, экологически чистый, не содержащий фосфора и азота ингибитор образования накипи и коррозии, используемый в промышленных системах водоподготовки, таких как циркуляционная охлаждающая вода, котловая вода, вода для закачки в нефтепромыслы и установки обратного осмоса (RO). Ее полимерная структура содержит множество карбоксильных групп, которые диссоциируют в воде, образуя отрицательно заряженные карбоксилатные центры, что придает PESA сильную хелатирующую способность по отношению к Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ и другим катионам, а также вызывает искажение кристаллической решетки и дисперсионные эффекты при росте кристаллов. Благодаря этим комбинированным механизмам PESA может блокировать ионы, образующие накипь, искажать кристаллические решетки CaCO₃ и CaSO₄, превращая их в рыхлые, неприлипающие формы, и удерживать частицы в диспергированном состоянии в воде, а не осаждать их на поверхностях теплообменников или трубах.
В промышленных системах циркуляционного охлаждения воды на нефтехимических заводах, электростанциях и других крупных объектах PESA используется в качестве основного ингибитора, позволяющего работать в условиях высокой щелочности, жесткости и pH при повышенных концентрациях. В типичных диапазонах от нескольких до нескольких десятков миллиграммов на литр PESA хелатирует ионы жесткости, диспергирует взвешенные твердые частицы и образует защитную пленку на металлических поверхностях, благодаря чему теплообменники поддерживают высокую тепловую эффективность, а частота механической очистки и удаления накипи значительно снижается. Опыт показывает, что системы охлаждения, использующие PESA, могут улучшить теплопередачу, сократить время простоя, связанное с загрязнением, и снизить ежегодные затраты на техническое обслуживание, одновременно соответствуя более строгим экологическим нормам благодаря отсутствию фосфора в составе.
В системах водоподготовки котлов PESA используется для предотвращения образования накипи и коррозии на стенках и трубах котлов, благодаря своей хорошей термической стабильности и устойчивости к окислению в типичных условиях эксплуатации котлов. Связывая ионы Ca²⁺ и Mg²⁺ и препятствуя образованию плотных отложений CaCO₃ и CaSO₄, PESA поддерживает чистоту внутренних поверхностей и сохраняет эффективность теплопередачи, а его пленкообразующее действие на сталь способствует снижению скорости коррозии. В котлах электростанций это приводит к повышению допустимой щелочности, увеличению циклов работы между химическими очистками и более стабильной выработке пара с уменьшением риска выхода труб из строя из-за перегрева под накипью.
Обработка нефтепромысловой воды — еще один важный сектор переработки и сбыта, где PESA применяется для обработки закачиваемой воды, жидкостей для гидроразрыва пласта и циркуляционных систем с попутной водой. Пластовая и закачиваемая вода обычно содержат высокие концентрации кальция, магния и бария, которые легко образуют отложения CaCO₃ и BaSO₄, закупоривающие скважины, обсадные трубы и наземные трубопроводы; сам по себе PESA обеспечивает хорошее ингибирование образования отложений карбонатов и сульфата бария, а в сочетании с другими полимерными и фосфонатными агентами расширяет спектр контроля, включая сульфат кальция. На практике в нефтедобыче смеси на основе PESA поддерживают пропускную способность закачиваемых трубопроводов и внутрискважинного оборудования, снижают потребность в кислотной обработке или механическом удалении отложений и повышают общую стабильность операций заводнения и повышения нефтеотдачи.
В системах обратного осмоса и аналогичных мембранных системах PESA действует как высокоэффективное средство против образования накипи при опреснении морской воды, очистке солоноватой воды и повторном использовании промышленных сточных вод. Его хелатирующие, деформирующие кристаллическую решетку и дисперсионные эффекты подавляют отложение CaCO₃, CaSO₄, BaSO₄ и других неорганических отложений на мембранах обратного осмоса, а его бесфосфорная структура минимизирует риск биообрастания, вызванного питательными веществами, в чувствительных морских средах. Полевые исследования показывают, что PESA в сочетании с полиакрилатом, полиаспартатом или производными целлюлозы может значительно замедлить скорость загрязнения мембран, увеличить интервалы между очистками, стабилизировать поток пермеата и продлить срок службы мембран на несколько лет, одновременно снижая затраты на замену и уменьшая фосфорную нагрузку в концентрированных потоках.

Целлюлозно-бумажная промышленность

В целлюлозно-бумажной промышленности PESA используется в качестве хелатирующего агента, диспергатора, регулятора образования отложений и вспомогательного средства для удержания частиц на всех этапах варки, отбеливания и производства бумаги. В процессе химической варки в сырье вводятся ионы железа, меди, марганца и других металлов, которые катализируют разложение перекиси и затемняют целлюлозу; PESA образует комплексы с этими металлами и помогает поддерживать более чистую среду в целлюлозном растворе, тем самым улучшая белизну целлюлозы и снижая расход химикатов. В качестве диспергатора для минеральных наполнителей, таких как нанокарбонат кальция, он снижает поверхностную энергию частиц, улучшает текучесть суспензии и способствует равномерному распределению мелких частиц в пульпе.
В процессах отбеливания PESA играет ключевую роль в стабилизации перекиси водорода и повышении общей эффективности отбеливания. При добавлении PESA или его натриевой соли в полимеризационные системы, содержащие акриловую кислоту и аллилоксигидроксипропилсульфонат, образующийся in situ сополимер действует как высокоэффективный вспомогательный отбеливающий агент, ингибируя непродуктивное разложение перекиси и обеспечивая более высокую белизну при меньшей дозировке окислителя. Типичные многокомпонентные вспомогательные агенты, содержащие PESA, инициатор, акриловый мономер, сульфированный мономер, хелатирующие агенты и стабилизаторы, демонстрируют сильную синергию с перекисью, улучшая достижение белизны и снижая повреждение волокон и вариабельность процесса.
В системе бумагоделательных машин PESA применяется в качестве вспомогательного средства для удержания и диспергирования в низких дозах по отношению к сухой целлюлозе для улучшения удержания наполнителя и тонких волокон на листе при сохранении хорошей структуры. Диспергируя пигменты, наполнители и мелкие частицы, а также контролируя агломерацию, вызванную ионами металлов, PESA способствует улучшению однородности плотности, непрозрачности, белизны и качества печати, уменьшая количество дефектов, таких как точечные отверстия и пятна. Он также уменьшает образование накипи и отложений в контурах подачи белой воды, напорных ящиках и оборудовании мокрой части, хелатируя жесткость и диспергируя твердые частицы, что помогает поддерживать чистоту машин и сокращает время простоя на промывку и кипячение.

Текстильная печать и крашение

В текстильной печати и крашении PESA широко используется в качестве хелатирующего диспергатора, стабилизатора и вспомогательного средства для фиксации цвета в процессах удаления крахмала, промывки, отбеливания, крашения, печати и очистки оборудования. На этапах предварительной обработки, таких как удаление крахмала и отбеливание, PESA образует комплексы с ионами кальция и магния в технологической воде и на поверхности волокон, предотвращая их катализирующее разрушение крахмальных пропиток или перекиси водорода и тем самым повышая эффективность удаления крахмала и белизну. Типичные условия предварительной обработки предполагают использование PESA в диапазоне низких концентраций (в граммах на литр) в широком диапазоне pH и температур, часто в сочетании со смачивающими агентами и стабилизаторами для создания надежных рецептур для хлопка и смесовых тканей.
В процессах крашения с использованием реактивных или дисперсных красителей PESA действует как хелатирующий агент и диспергатор, обеспечивая равномерное распределение молекул красителя и предотвращая образование мостиков из ионов металлов или флокуляцию, вызванную солями. Контролируя ионы жесткости и стабилизируя частицы красителя в ваннах, работающих в условиях от слабокислой до сильнощелочной среды и при умеренных и высоких температурах, PESA улучшает равномерность окрашивания, воспроизводимость оттенков и общую интенсивность цвета. Его присутствие также снижает образование нерастворимых комплексов, которые могут оседать на тканях или оборудовании, тем самым уменьшая количество доработок и повышая производительность красильного цеха.
Для очистки оборудования на текстильных фабриках — такого как красильные машины, печатные цеха, трубопроводы и системы распылительной воды — PESA добавляется в чистящие составы для удаления накипи, отложений и остатков красителей. В таких случаях он хелатирует ионы металлов в накипи, диспергирует твердые частицы и помогает щелочным или кислым компонентам удалять отложения с поверхностей, а его собственные антикоррозионные свойства помогают защитить металлическое оборудование. Опыт применения в системах распылительной воды для кондиционирования воздуха на текстильных предприятиях показывает, что ингибиторы на основе PESA могут стабилизировать жесткость, pH, электропроводность и показатели образования накипи в течение длительного времени эксплуатации, что подтверждает их пригодность для комплексных программ водоподготовки в текстильной промышленности.

Металлообработка и обработка поверхностей

В металлообработке PESA используется в качестве ключевого компонента в средствах для очистки металлов, в качестве добавки для обработки поверхности и в качестве комплексообразующего агента в системах гальванического покрытия без цианидов. Для очистки деталей из стали и цветных металлов PESA смешивают с органическими или неорганическими кислотами, такими как гликолевая кислота, лимонная кислота или сульфаминовая кислота, чтобы ускорить растворение оксидной окалины, ржавчины и отложений жесткой воды, одновременно ограничивая расход кислоты и контролируя воздействие неблагородных металлов. Его сильное хелатирующее действие захватывает растворенные ионы металлов и компоненты окалины, а его диспергирующая функция поддерживает отделившиеся твердые частицы во взвешенном состоянии, так что они удаляются вместе с чистящим раствором, а не осаждаются повторно.
PESA также находит применение в составах для травления специальных сталей, сочетающих полиамины, восстановители, поверхностно-активные вещества, PESA или родственные хелатирующие агенты, окислители и воду. В этих системах PESA способствует контролируемому удалению сложных оксидов, одновременно уменьшая перетравливание и обеспечивая более равномерную активацию поверхности для последующего нанесения покрытия или гальванического покрытия. При нецианидном меднении PESA является частью основной комплексообразующей системы наряду с другими лигандами, связывая ионы меди с образованием стабильных комплексов, которые обеспечивают гладкие, компактные, мелкозернистые покрытия при практичных рабочих значениях pH и температуры, избегая при этом токсичности, связанной с цианидной химией.
В качестве добавки для обработки поверхности PESA может вводиться в фосфатирующие и пассивирующие ванны для регулирования морфологии кристаллов, улучшения плотности покрытия, повышения коррозионной стойкости и адгезии краски. Его взаимодействие с ионами металлов на границе раздела с подложкой способствует уменьшению размера кристаллов фосфата, снижению пористости покрытия и созданию более прочных конверсионных слоев на стали, оцинкованной стали и других металлах. В пассивирующих ваннах PESA способствует образованию защитных пленок, замедляющих коррозию в процессе эксплуатации, обеспечивая дополнительные экологические преимущества по сравнению с пассивирующими системами, богатыми тяжелыми металлами.

Химическая промышленность и производство товаров личной гигиены

В бытовой химии PESA все чаще используется в качестве хелатирующего и стабилизирующего компонента без фосфатов в стиральных порошках, жидкостях для мытья посуды и других бытовых и промышленных чистящих средствах. В составах для стирки PESA связывает ионы кальция и магния в жесткой воде, предотвращая образование нерастворимых солей и улучшая чистящие свойства анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ, одновременно уменьшая посерение и повторное осаждение на тканях. В качестве замены или частичной замены традиционных компонентов, таких как триполифосфат натрия, PESA помогает производителям моющих средств соответствовать более строгим нормам по сбросу фосфора без ущерба для качества стирки.
В средствах для мытья посуды и чистящих средствах для твердых поверхностей PESA играет аналогичную роль, хелатируя ионы жесткости и диспергируя минеральные загрязнения, тем самым улучшая удаление известкового налета, пятен от воды и металлических отложений с посуды, стеклянной посуды и кухонных или ванных поверхностей. Его присутствие в жидких продуктах также помогает предотвратить катализируемое ионами металлов разложение красителей, ароматизаторов и других активных ингредиентов, тем самым сохраняя прозрачность, вязкость и внешний вид продукта во время хранения. Быстрый рост использования PESA ведущими отечественными и международными брендами в последние годы отражает как его технические характеристики, так и соответствие тенденциям «зеленой химии» в секторе чистящих средств.
В средствах личной гигиены, таких как шампуни, гели для душа, средства для умывания лица и краски для волос, PESA также используется в низких концентрациях в качестве хелатирующего и стабилизатора. В шампунях и гелях для душа PESA улучшает очищение в условиях жесткой воды, связывая кальций и магний и уменьшая взаимодействия, которые подавляют пенообразование или оставляют остатки на волосах и коже, одновременно защищая красители и ароматизаторы от нестабильности, вызванной металлами. В окислительных системах окрашивания волос PESA используется для стабилизации перекиси водорода или других окислителей, предотвращая преждевременное разложение и обеспечивая более контролируемое проявление цвета во время нанесения, что улучшает воспроизводимость и удобство использования для конечного пользователя.

Фармацевтические и другие перспективные области применения

В фармацевтической области PESA служит функциональным промежуточным продуктом, хелатирующим компонентом в рецептуре и строительным блоком для биоразлагаемых полимерных носителей. Его сильное, но регулируемое хелатирующее поведение по отношению к ионам металлов позволяет разрабатывать хелатные лекарственные средства и стабилизирующие вспомогательные вещества, которые улучшают стабильность или биодоступность лекарственных средств в случаях, когда существует проблема катализируемой металлами деградации. Модифицированные производные PESA изучались в качестве биоразлагаемых носителей с контролируемым высвобождением, которые разлагаются в условиях, имитирующих биологические жидкости, с более благоприятной скоростью, чем традиционные материалы, такие как полимолочная кислота, что открывает возможности для улучшения профилей высвобождения активных ингредиентов.
Помимо фармацевтики, PESA применяется в покрытиях, чернилах, пищевых материалах, наноматериалах и системах возобновляемой энергии. В покрытиях и печатных красках он может выступать в качестве диспергатора и стабилизатора, улучшая дисперсию пигментов, стабильность при хранении и свойства пленок. В наночастицах карбоната кальция и других наноматериальных системах PESA эффективно подавляет агломерацию частиц и улучшает реологию суспензии, что приводит к повышению эффективности в таких областях применения, как бумага, пластмассы и композиты. В солнечных тепловых, ветроэнергетических и морских установках программы водоподготовки на основе PESA защищают контуры охлаждения и циркуляции от образования накипи и коррозии в условиях высокой концентрации соли или высоких температур, обеспечивая эффективную и устойчивую работу в сложных условиях.

Хранение и обработка

Хранить в плотно закрытых пластиковых бочках.
Хранить в прохладном, хорошо проветриваемом месте, вдали от прямых солнечных лучей.
Избегайте загрязнения сильными окислителями или сильными кислотами.
Обеспечьте заземление оборудования и поддерживайте чистые условия передачи.

Уведомление об использовании

Во время работы надевайте защитные перчатки и очки.
Перед корректировкой pH избегайте смешивания с сильнокислотными компонентами.
Проверьте совместимость при использовании в многокомпонентных составах.
Утилизируйте в соответствии с местными экологическими нормами.
В системах циркуляционного охлаждения воды PESA используется в качестве ингибитора образования накипи и диспергатора в концентрации 5–20 мг/л для контроля отложения CaCO₃ и CaSO₄ и поддержания высоких концентрационных циклов.
Для охлаждающей воды с высоким содержанием кальция используется комплексная программа дозирования, включающая около 10 мг/л PESA вместе с 2 мг/л полиакрилата натрия для подавления образования карбонатных отложений и снижения скорости загрязнения мембран или теплообменников.
В системах опреснения морской воды и системах обратного осмоса для высокосоленых растворов применяется состав, содержащий 15 мг/л полиаспарагиновой кислоты (PESA) и 5 мг/л полиаспарагиновой кислоты, для защиты мембран, продления срока службы элементов примерно до четырех лет и снижения общего содержания фосфора в концентрате.
Высокоэффективный многокомпонентный ингибитор охлаждающей воды может быть приготовлен из 30–35 % PESA, 18–28 % PBTCA, 15–20 % EDTMPA, 15–20 % сополимера AA/AMPS и 10–15 % фосфонокарбонового сополимера, дозированный в количестве 8–15 мг/л для систем с высокой жесткостью и высокой щелочностью, требующих предотвращения образования накипи при жесткости выше 98 % и контроля коррозии при жесткости выше 90 %.
Для применений со строгим контролем содержания фосфора, бесфосфорная рецептура для водоподготовки может содержать 5–10 % PESA, 1–5 % дополнительного диспергатора накипи, 5–10 % органических кислот, 5–10 % солей органических кислот и 5–10 % производных хитозана, дозированных в количестве 10–30 мг/л для достижения высокой биоразлагаемости и эффективного контроля образования накипи.
В состав антинакипных реагентов для солоноватой воды, используемых в системах обратного осмоса, типичный концентрат состоит примерно из 12,5 % PESA, 8 % PASP, 6 % AA/AMPS, 1 % PAPEMP и 2 % PBTCA в очищенной воде, добавляемых в соответствующих концентрациях (в ppm) для предотвращения образования карбонатных и сульфатных отложений на мембранах.
В системах обратного осмоса, использующих шахтные воды или воду с высокой мутностью, для контроля образования накипи и улучшения дисперсии взвешенных твердых частиц применяется состав, сочетающий PESA с карбоксиметилцеллюлозой натрия в общей дозировке около 80 мг/л.
В целлюлозно-бумажной промышленности PESA добавляется в количестве 0,5–3,0 % от сухой целлюлозы на стадиях варки или подготовки сырья в качестве хелатирующего и диспергирующего агента, улучшающего белизну целлюлозы и дисперсию наполнителя.
Вспомогательное средство для отбеливания целлюлозы перекисью водорода может быть составлено из 20–40 частей ПЭСА натрия, 0,5–5 частей инициатора, 15–30 частей акриловой кислоты, 1–3 частей аллилоксигидроксипропилсульфоната, 2–8 частей хелатирующего агента и 1–4 частей стабилизатора для стабилизации перекиси водорода и повышения белизны.
В процессах обработки влажной целлюлозы в бумагоделательной промышленности PESA используется в концентрации 0,01–0,1 % на сухой целлюлозе в качестве средства, повышающего удержание и дисперсию наполнителя и улучшающего однородность листа.
При предварительной обработке текстильных изделий для удаления аппроксимации и отбеливания PESA применяется в концентрации 0,5–2 г/л в ваннах, работающих при pH 7–11 и температуре 30–95 °C, обычно вместе со смачивающими агентами и стабилизаторами, для хелатирования металлов и стабилизации пероксида.
В процессах реактивного и дисперсного крашения PESA используется в концентрации 1–3 г/л при pH 4–10 и температуре 40–130 °C в качестве хелатирующего диспергирующего и выравнивающего агента для предотвращения флокуляции красителя и улучшения однородности оттенка.
Для очистки оборудования для печати и крашения текстиля PESA дозируют в количестве 3–5 г/л в ваннах с pH 5–9 и температурой 50–80 °C в сочетании со щелочными чистящими средствами для удаления накипи и отложений с поверхностей машин.
В составах для очистки металлов типичный кислотный очиститель содержит 5–10 гликолевой кислоты % и 1–3 PESA %, обработка проводится при температуре 40–60 °C для удаления оксидной и водной окалины, одновременно снижая коррозию металла.
Для контролируемого удаления сложных оксидов можно приготовить специальный раствор для кислотного травления стали, состоящий из 5–9 частей диэтилентриамина, 12–18 частей комплексного восстановителя, 20–24 частей моющего средства, 7–9 частей аминотриуксусной кислоты или ПЭСА, 7–12 частей хлората калия или натрия и 32–49 частей воды.
При бесцианидном меднении в ваннах обычно содержится 8–12 г/л меди, 80–250 г/л комплексообразователя, содержащего PESA, 20–30 г/л сульфата калия и 40–60 г/л сульфата меди при pH 8,5–9,5 и температуре 20–40 °C, что обеспечивает равномерное и плотное осаждение меди при плотности тока 0,5–1 А/дм².
В бесфосфатных жидких моющих средствах PESA добавляется в количестве 0,1–0,5 % наряду с карбоксилатными солями аминокислот, 12–20 % линейным алкилбензолсульфонатом натрия, 5–8 % водорастворимой четвертичной солью хитозана, а также минорными солями и ароматизатором для смягчения жесткой воды и повышения эффективности стирки.
В экологически чистых средствах для мытья посуды и «зеленых» чистящих средствах PESA используется в концентрации 0,5–1,5 % в качестве хелатирующего и стабилизирующего агента, который связывает ионы металлов, повышает моющие свойства и подтверждает заявления о низком содержании фосфора или отсутствии фосфора в продукте.
В состав окислительных красок для волос PESA в концентрации 0,1–0,5 % добавляется в качестве хелатирующего стабилизатора для окислительного компонента, что помогает предотвратить преждевременное разложение и обеспечивает стабильные результаты окрашивания волос.