CN107110837A - 测定水性介质中聚丙烯酸浓度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测定水性介质(AM)中聚丙烯酸(PAA)浓度(C)的方法，其中所述测定在染料(I)的存在下光度进行。此外，本发明涉及一种测定水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)的方法，其中使用至少两种不同的波长测量至少两个不同的透射率值，并且其中分析所述至少两个不同的透射率值以确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。本发明还涉及染料(I)用于测定聚丙烯酸(PAA)浓度(C)的用途。

Description

测定水性介质中聚丙烯酸浓度的方法
本发明涉及一种测定水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)的方法，其中所述测定在染料(I)的存在下光度进行。此外，本发明涉及一种测定水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)的方法，其中使用至少两种不同的波长测量至少两个不同的透射率值，并且其中分析所述至少两个不同的透射率值以确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。本发明还涉及染料(I)用于测定聚丙烯酸(PAA)浓度(C)的用途。
在水处理装置、脱盐装置和水回路，特别是工厂和发电厂的冷却水回路的锅炉、管道和其他部件中，由于例如碳酸钙(CaCO3，方解石)和碳酸镁(MgCO3)的沉积，常常会发生结垢(结壳)。这导致高昂的成本，因为需要频繁地清洗锅炉、管道和其他部件。此外，结垢(结壳)可能导致装置的寿命缩短，因为这可能导致锅炉、管道和装置的其他部件严重损坏。
为了抑制结垢(结壳)生长，将所谓的结壳抑制剂添加到水回路、水处理装置和脱盐装置所含的水中。据认为结壳抑制剂通过前体的胶体稳定化而抑制结垢(结壳)的形成，否则的话则会形成例如方解石沉积物的结垢(结壳)。结壳抑制剂例如为聚丙烯酸和聚天冬氨酸。在抑制过程中，结壳抑制剂被消耗，因此其浓度下降。当其浓度低于一定水平时，结壳抑制剂不能再抑制结垢(结壳)生长。因此，必须将结壳抑制剂的浓度水平保持在一定值。
为了监测结壳抑制剂的浓度，现有技术描述了若干种方法。
WO 02/184558A1描述了一种使用荧光光谱法测定水性介质中的聚天冬氨酸及其盐的浓度的方法。
该方法仅适用于结壳抑制剂本身是荧光的。否则的话，必须化学标记结壳抑制剂或在包含结壳抑制剂的水性介质中添加荧光标记。然而，荧光标记的浓度和结壳抑制剂的浓度之间的相关性并不容易，例如因为荧光标记和结壳抑制剂可能表现出不同的分解行为。此外，不能确定化学标记的结壳抑制剂的行为方式与没有化学标记的结壳抑制剂相同。
D.Horn，Optisches Zweistrahlverfahren zur Bestimmung vonPolyelektrolyten in Wasser und zur Messung der Polymeradsorption anProgr.Colloid&Polymer Sci.1978，65，251-264描述了通过用阳离子聚电解质滴定作为阴离子聚电解质的结壳抑制剂而测定结壳抑制剂的浓度，其中终点通过加入因光异色染料如甲苯胺蓝、亚甲蓝、结晶紫、吖啶橙、硫酸原黄素或焦宁G而比色确定。然而，这个过程非常复杂，且不能自动化。此外，比色终点测定仅在软化水中才可能，因此不适合冷却水回路和脱盐装置。
因此，本发明的目的是提供一种测定水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)的方法，其不具有现有技术的上述缺点或者仅仅以显著降低的程度具有这些缺点。
该目的通过一种测定包含聚丙烯酸(PAA)的水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)浓度(C)的方法实现，其中所述测定在通式(I)的染料存在下光度进行：
其中：
R1选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR5R6，
其中：
R5和R6彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R2选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR7R8，
其中：
R7和R8彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R3选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR9R10，
其中：
R9和R10彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R4选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR11R12，
其中：
R11和R12彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
X+选自NH+、O+和S+；
Y为N或CH；
Z-选自OH-、F-、Cl-、Br-、I-、SO4 2-、PO4 3-、HCO3 -和CO3 2-。
本发明的另一目的为一种测定包含聚丙烯酸(PAA)的水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)的方法，包括如下步骤：
a)提供包含聚丙烯酸(PAA)的水性介质(AM)，其包括如下步骤：
a1)提供包含聚丙烯酸(PAA)和至少一种电解质的含电解质的水性介质(EAM)，
a2)使含电解质的水性介质(EAM)通过渗析单元，从而获得包含聚丙烯酸(PAA)的经渗析的水性介质，和
a3)向步骤a2)中获得的经渗析的水性介质中加入去离子水，从而获得水性介质(AM)，
b)将染料(I)加入到水性介质(AM)中，从而获得包含聚丙烯酸(PAA)和染料(I)的含染料的水性介质(DAM)，
c)将步骤b)中获得的含染料的水性介质(DAM)提供给光度计，
d)使用至少两种不同的波长使用光度计测量含染料的水性介质(DAM)的至少两个不同透射率值，和
e)分析步骤d)中获得的所述至少两个不同透射率值以确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。
本发明的另一目的为染料(I)用于通过光度法测定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)的用途。
令人惊讶地发现，聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)可以通过在染料(I)的存在下的光度测定法测定。使用本发明的方法，可以非常精确地测定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)，并且获得的值具有高度的可重现性。此外，所述方法可以容易地自动化。本发明的方法允许连续测定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。
此外，如在本发明的一个优选实施方案中那样，水性介质(AM)通过渗析提供，本发明的方法也适用’于测定冷却水或脱盐装置中所含的聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。
如在本发明的一个实施方案中那样，仅使用两种不同波长测量仅两个透射率值是用于测定聚丙烯酸(PAA)浓度(C)的光度计可以以更简单的方式构建，并且比现有技术中使用的测量设备更不易出错所必需的。
本发明方法的详细描述可参见下文。
聚丙烯酸(PAA)
在本发明的上下文中，术语“聚丙烯酸(PAA)”意指正好一种聚丙烯酸(PAA)以及两种或更多种聚丙烯酸(PAA)的混合物。
术语“聚丙烯酸(PAA)”包括由单烯属不饱和单羧酸制备的均聚物，由单烯属不饱和单羧酸和至少一种共聚单体制备的共聚物，以及这些均聚物和共聚物的混合物。
合适的单烯属不饱和单羧酸是本领域技术人员所已知的。优选单烯属不饱和C3-C7单羧酸。特别优选地，单烯属不饱和单羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和乙烯基乙酸。
用于制备共聚物的合适共聚单体是本领域技术人员所已知的。
优选地，所述至少一种共聚单体选自甲基丙烯酸，巴豆酸，马来酸或马来酸酐，衣康酸，富马酸，柠康酸和柠康酸酐，乙烯基膦酸，乙烯基磺酸，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，(甲基)丙烯酸衍生物，例如丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丙酯，丙烯酸羟丁酯，(甲基)丙烯酰胺，乙烯基甲酰胺，(3-甲基丙烯酰氧基)丙烷磺酸碱金属盐，丙烯酸二甲氨基乙酯，2-丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵，二甲氨基甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯。特别优选地，所述至少一种共聚单体选自马来酸、马来酸酐和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMDS)。
所述单烯属不饱和单羧酸和所述至少一种共聚单体可以以游离酸或完全或部分中和的形式用来制备均聚物和用来制备共聚物。
本领域技术人员知晓，“游离酸”意指所述单烯属不饱和单羧酸和所述至少一种共聚单体的酸性基团以其质子化形式存在。例如，羧基以COOH形式存在。“中和形式”意指所述单烯属不饱和单羧酸和所述至少一种共聚单体的酸性基团以其脱质子化形式存在，例如以盐形式存在。呈其中和形式的羧基例如意指羧酸根(COO-)。“部分中和的形式”意指所述单烯属不饱和单羧酸和所述至少一种共聚单体的一些酸性基团以游离酸形式存在，且一些以其中和形式存在。
应当清楚的是，在聚丙烯酸(PAA)为共聚物的情况下，所述单烯属不饱和单羧酸不同于所述至少一种共聚单体。
在聚丙烯酸(PAA)为共聚物的情况下，选自聚(丙烯酸-马来酸)共聚物、聚(丙烯酸-马来酸酐)共聚物或聚(丙烯酸-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸)共聚物是特别优选的。
在本发明的另一优选实施方案中，聚丙烯酸(PAA)由至少50重量％，优选至少80重量％，更优选至少95重量％的丙烯酸制备，基于由其制备聚丙烯酸(PAA)的丙烯酸和所述至少一种共聚单体的总量。
制备聚丙烯酸(PAA)的方法是本领域技术人员所已知的。其制备方法例如描述于US 2012/0214041A1和WO 2012/001092A1中。例如，聚丙烯酸(PAA)可通过自由基聚合制备。
聚丙烯酸(PAA)优选具有800-250000g/mol的重均分子量Mw，通过尺寸排阻色谱法(SEC)使用聚丙烯酸钠标样和聚丙烯酸标样进行标定。
聚丙烯酸(PAA)优选具有1000-250000g/mol，优选1000-70000g/mol，更优选1000-8000g/mol的数均分子量Mn，通过凝胶渗透色谱法GPC(也称为尺寸排阻色谱法，SEC)在水性介质中测定。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中聚丙烯酸(PAA)具有1000-2500g/mol的数均分子量Mn。
水性介质(AM)
在本发明方法的一个实施方案中，在步骤a)中通过渗析提供包含聚丙烯酸(PAA)的水性介质(AM)。
步骤a)
步骤a)优选包括如下步骤：
a1)提供包含聚丙烯酸(PAA)和至少一种电解质的含电解质的水性介质(EAM)，
a2)使含电解质的水性介质(EAM)通过渗析单元，从而获得包含聚丙烯酸(PAA)的经渗析的水性介质，和
a3)向步骤a2)中获得的经渗析的水性介质中加入去离子水，从而获得水性介质(AM)。
在一个实施方案中，步骤a2)和步骤a3)同时进行。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中步骤a2)和步骤a3)同时进行。
本领域技术人员应当清楚的是，含电解质的水性介质(EAM)不同于水性介质(AM)。
含电解质的水性介质(EAM)可通过本领域技术人员所已知的任何方法提供。
在本发明的一个实施方案中，在步骤a1)中，通过移除一部分工艺料流以获得含电解质的介质(EAM)而提供含电解质的水性介质(EAM)。工艺料流例如为工厂或发电厂中的冷却水回路，或者水处理装置或脱盐装置的水流。因此，在本发明的一个实施方案中，含电解质的水性介质(EAM)选自蒸馏水、自来水、河水、海水及其混合物。优选地，含电解质的水性介质(EAM)选自自来水、河水和海水。
含电解质的水性介质(EAM)的温度通常为>0℃至<100℃。优选地，含电解质的水性介质(EAM)的温度为5-95℃，特别优选为10-50℃。
含电解质的水性介质(EAM)可具有任何pH值。优选地，含电解质的水性介质(EAM)的pH值为5-9，特别优选为6-8，更优选为6.5-7.5。
根据本发明，含电解质的水性介质(EAM)包含聚丙烯酸(PAA)和至少一种电解质。
在本发明的上下文中，“至少一种电解质”意指正好一种电解质，以及两种或更多种电解质的混合物。
在一个实施方案中，含电解质的水性介质(EAM)包含0.01-100ppmw，优选0.1-60ppmw，特别优选0.1-40ppmw，更优选0.1-20ppmw的聚丙烯酸(PAA)，基于含电解质的水性介质(EAM)的总量。在本发明的上下文中，“ppmw”意指份/百万重量份。1ppmw意指0.0001重量％。
含电解质的水性介质(EAM)通常包含0.001-10重量％，优选0.005-7.5重量％，特别优选0.01-5重量％，更优选0.02-4重量％的所述至少一种电解质，基于含电解质的水性介质(EAM)的总量。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中含电解质的水性介质(EAM)包含0.001-10重量％的所述至少一种电解质，基于含电解质的水性介质(EAM)的总量。
所述至少一种电解质包含无机盐。本领域技术人员应当清楚的是，所述至少一种电解质不同于聚丙烯酸(PAA)。
在本发明的一个实施方案中，所述至少一种电解质包含海盐。本领域技术人员知晓海盐的典型组成。
在本发明的另一实施方案中，所述至少一种电解质选自碱金属盐、碱土金属盐及其混合物。
在本发明的另一实施方案中，所述至少一种电解质选自碱金属盐、碱土金属盐、氧化铁及其混合物。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中含电解质的水性介质(EAM)包含至少一种选自碱金属盐、碱土金属盐及其混合物的电解质。
碱金属盐和碱土金属盐是本领域技术人员所已知的。优选的碱金属盐例如为硫酸钠(Na2SO4)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)、碘化钠(NaI)、碳酸钠(Na2CO3)、氯化钾(KCl)、溴化钾(KBr)和碘化钾(KI)。优选的碱土金属盐例如为氟化钙(CaF2)、硫酸钙(CaSO4)、碳酸钙(CaCO3)、氟化镁(MgF2)、氯化镁(MgCl2)、溴化镁(MgBr2)、碘化镁(MgI2)、硫酸镁(MgSO4)、碳酸镁(MgCO3)和氢氧化镁(Mg(OH)2)。
本领域技术人员知晓碱金属盐和碱土金属盐通常在水中离解。例如，氯化钠(NaCl)在水中离解，从而得到钠阳离子(Na+)和氯阴离子(Cl-)；碳酸钠(Na2CO3)在水性介质(AM)中离解，从而形成两个钠阳离子(Na+)和碳酸根阴离子(CO3 2-)；碳酸钙(CaCO3)离解，从而得到钙阳离子(Ca2+)和碳酸根阴离子(CO3 2-)。碳酸根阴离子也可在水中形成碳酸氢根(HCO3 -)。因此，水中的碱金属盐和碱土金属盐通常以其离子形式存在。
因此，在本发明的一个实施方案中，含电解质的水性介质(EAM)包含至少一种选自硫酸根(SO4 2-)、氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)、碳酸根(CO3 2-)、碳酸氢根(HCO3 -)、氢氧根(OH-)、钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)、镁(Mg2+)及其混合物的电解质。
在本发明的另一实施方案中，含电解质的水性介质(EAM)包含至少一种选自硫酸根(SO4 2-)、氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)、碳酸根(CO3 2-)、碳酸氢根(HCO3 -)、氢氧根(OH-)、钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、铁(Fe2+和/或Fe3+)及其混合物的电解质。
本领域技术人员知晓上述离子之一的电荷通常由具有相反电荷的抗衡离子补偿。如果含电解质的水性介质(EAM)包含阴离子，则含电解质的水性介质(EAM)通常也包含阳离子。
因此，在本发明的一个实施方案中，含电解质的水性介质(EAM)包含至少两种电解质，其中第一电解质选自硫酸根(SO4 2-)、氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)、碳酸根(CO3 2-)、碳酸氢根(HCO3 -)、氢氧根(OH-)及其混合物，且其中第二电解质选自钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)、镁(Mg2+)及其混合物。
因此，在本发明的一个实施方案中，水性介质(AM)包含至少一种选自硫酸根(SO4 2-)、氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)、碳酸根(CO3 2-)、碳酸氢根(HCO3 -)、氢氧根(OH-)、钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)、镁(Mg2+)及其混合物的电解质。
在本发明的另一实施方案中，水性介质(AM)包含至少一种选自硫酸根(SO4 2-)，氟离子(F-)、氯离子(Cl-)，溴离子(Br-)、碘离子(I-)、碳酸根(CO3 2-)、碳酸氢根(HCO3 -)、氢氧根(OH-)、钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、铁(Fe2+和/或Fe3+)及其混合物的电解质。
本领域技术人员知晓上述离子之一的电荷通常由具有相反电荷的抗衡离子补偿。如果水性介质(AM)包含阴离子，则水性介质(AM)通常也包含阳离子。
因此，在本发明的一个实施方案中，水性介质(AM)包含至少两种电解质，其中第一电解质选自硫酸根(SO4 2-)、氟离子(F-)、氯离子(Cl-)，溴离子(Br-)，碘离子(I-)，碳酸根(CO3 2-)，碳酸氢根(HCO3 -)，氢氧根(OH-)及其混合物，且其中第二电解质选自钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)、镁(Mg2+)及其混合物。
因此，在本发明的一个实施方案中，水性介质(AM)包含至少两种电解质，其中第一电解质选自硫酸根(SO4 2-)、氟离子(F-)、氯离子(Cl-)，溴离子(Br-)，碘离子(I-)，碳酸根(CO3 2-)，碳酸氢根(HCO3 -)，氢氧根(OH-)及其混合物，且其中第二电解质选自钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、铁(Fe2+和/或Fe3+)及其混合物。
含电解质的水性介质(EAM)通常包含至少50重量％，优选至少80重量％，特别优选至少90重量％的水，基于含电解质的水性介质(EAM)的总量。
在本发明的优选实施方案中，含电解质的水性介质(EAM)包含89.99-99.999重量％，优选92.494-99.995重量％，特别优选94.996-99.99重量％，更优选95.998-99.98重量％的水，基于含电解质的水性介质(EAM)的总量。
此外，含电解质的水性介质(EAM)任选包含至少一种其它溶剂。通常，含电解质的水性介质(EAM)包含至多10重量％，优选至多5重量％，更优选至多2重量％的所述至少一种其它溶剂，基于含电解质的水性介质(EAM)的总重量。
含电解质的水性介质(EAM)中所含的聚丙烯酸(PAA)的ppmw、所述至少一种电解质的重量％和水的重量％以及任选的其它溶剂的重量％通常加和为100％。
合适的至少一种其它溶剂是本领域技术人员所已知的。所述至少一种其它溶剂与水不具有混溶性区。例如，所述至少一种溶剂为选自甲醇、乙醇、丙醇和乙二醇的极性溶剂。
在本发明的一个实施方案中，含电解质的水性介质(EAM)的电导率为10-100000μS/cm2，优选为10-30000μS/cm2，特别为10-500μS/cm2。
在步骤a2)中，使含电解质的水性介质(EAM)通过渗析单元，从而获得包含聚丙烯酸(PAA)的经渗析的水性介质。含电解质的水性介质(EAM)通常借助泵送通过渗析单元。
在步骤a2)的渗析单元中，通过渗析从含电解质的水性介质(EAM)中移除所述至少一种电解质的至少一部分，从而获得经渗析的水性介质。在本发明的上下文中，“所述至少一种电解质的至少一部分”意指移除包含在含电解质的水性介质(EAM)中的所述至少一种电解质的10ppm至5％，优选10ppm至1％，特别优选10-100ppm。
渗析原理和合适的渗析单元是本领域技术人员所已知的。通常，渗析单元包括缓冲溶液和至少一个半透膜。半透膜将含电解质的水性介质(EAM)与缓冲溶液分离。缓冲溶液的所述至少一种电解质的浓度比水性介质(EAM)低。因此，为了在含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质的浓度与缓冲溶液中所含的所述至少一种电解质的浓度之间达到平衡，含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质扩散通过半透膜到缓冲溶液中。
为了防止聚丙烯酸(PAA)分子从电解质水性介质(EAM)通过半透膜进入缓冲溶液中，通常使用孔径小于聚丙烯酸(PAA)分子尺寸的半透膜。半透膜的孔径例如为≤10000Da，优选≤5000Da，特别优选≤1000Da。
在一个实施方案中，半透膜的孔径为100-10000Da，优选为300-5000Da，特别优选为500-1000Da。
半透膜可具有各种形式，例如管或盒的形式。
半透膜可由适于制备半透膜的任何材料制成，并允许所述至少一种电解质扩散通过半透膜。优选地，半透膜由硝酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸纤维素、再生纤维素、聚醚砜、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚碳酸酯或聚氯乙烯制成。特别优选地，半透膜由聚醚砜制成。
合适的缓冲溶液是本领域技术人员所已知的。优选地，缓冲溶液包含至少90重量％的软化水，基于缓冲溶液的总量。在特别优选的实施方案中，缓冲溶液由软化水组成。
本领域技术人员应当清楚的是，由于所述至少一种电解质的分子扩散到缓冲溶液中，缓冲溶液的组成在渗析过程中会发生变化。
在其中含电解质的水性介质(EAM)通过渗析单元的步骤a2)中，通常不仅含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质扩散通过半透膜，而且含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种溶剂也扩散通过半透膜。因此，含电解质的水性介质(EAM)的体积通常高于步骤a2)中获得的经渗析的水性介质的体积。
经渗析的水性介质通常包含至少一种溶剂。
经渗析的水性介质通常包含与含电解质的水性介质(EAM)中所含溶剂相同的至少一种溶剂。
因此，对于经渗析的水性介质中所含的所述至少一种溶剂，上文对含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种溶剂所述的实施方案和优选方案成立。优选地，通过渗析移除任选包含在含电解质的水性介质(EAM)中的所述至少一种其它溶剂。
此外，经渗析的水性介质包含聚丙烯酸(PAA)和通常包含在含电解质的水性介质(EAM)中的所述至少一种电解质的残余物。
对于经渗析的水性介质中所含的聚丙烯酸(PAA)，上文对含电解质的水性介质(EAM)中所含的聚丙烯酸(PAA)所述的实施方案和优选方案成立。
在本发明中，“所述至少一种电解质的残余物”意指0-100重量ppm的所述至少一种电解质，优选0-70重量ppm的所述至少一种电解质，特别优选0-30重量ppm的所述至少一种电解质，基于经渗析的水性介质的总量。
本领域技术人员应当清楚的是，经渗析的水性介质中所含的所述至少一种电解质的残留物的量低于含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质的量。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质的量高于经渗析的水性介质中所含的所述至少一种电解质的量。
应当清楚的是，经渗析的水性介质中所含的所含至少一种电解质的残余物包含与含电解质的水性介质(EAM)相同的至少一种电解质。因此，就经渗析的水性介质中所含的所含至少一种电解质的残留物而言，上文对含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质的实施方案和优选方案成立。
在步骤a3)中，将去离子水加入到步骤a2)中获得的经渗析的水性介质中，从而获得水性介质(AM)。
为了向经渗析的水性介质中加入去离子水，通常将经渗析的水性介质转移到容器中。合适的容器是本领域技术人员所已知的。在容器中，将去离子水加入到经渗析的水性介质中。去离子水通常以使得步骤a3)中获得的水性介质(AM)的体积与步骤a1)中提供的含电解质的水性介质(EAM)的体积相同的量加入。在本发明的上下文中，“相同”意指步骤a3)中获得的水性介质(AM)的体积与步骤a1)中提供的含电解质的水性介质(EAM)的体积之间的体积差为±10％，优选为±5％，特别优选为±2％。
根据本发明，水性介质(AM)包含聚丙烯酸(PAA)。基于水性介质(AM)的总量，水性介质(AM)通常包含0.01-100ppmw的聚丙烯酸(PAA)。优选地，基于水性介质(AM)的总重量，水性介质(AM)包含0.1-60ppmw，特别优选0.1-40ppmw，更优选0.1-20ppmw的聚丙烯酸(PAA)。在本发明的上下文中，“ppmw”意指份/百万重量份。1ppmw意指0.0001重量％。
本发明的另一目的为一种方法，其中基于水性介质(AM)的总重量，水性介质(AM)包含0.01-100ppmw的聚丙烯酸(PAA)。
此外，水性介质(AM)可包含至少一种其它聚合物。合适的其它聚合物是本领域所已知的。应当清楚的是，任选包含在水性介质(AM)中的所述至少一种其它聚合物与水性介质(AM)中所含的聚丙烯酸(PAA)不同。此外，应当清楚的是，在一个优选的实施方案中，如果水性介质(AM)包含至少一种其它聚合物，则所述至少一种其它聚合物也包含在含电解质的水性介质(EAM)和经渗析的水性介质中。
在本发明的一个实施方案中，水性介质(AM)包含所述至少一种电解质的残余物。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中水性介质(AM)包含所述至少一种电解质的残余物。
在本发明的上下文和水性介质(AM)中，“至少一种电解质的残余物”意指0-100ppmw的至少一种电解质，优选0-70ppmw的至少一种电解质，特别优选0-30ppmw的至少一种电解质，基于水性介质(AM)的总量。
因此，在一个实施方案中，水性介质(AM)包含0-100ppmw的所述至少一种电解质，优选0-70ppmw的所述至少一种电解质，特别优选0-30ppmw的所述至少一种电解质，基于水性介质(AM)的总量。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中基于水性介质(AM)的总重量，水性介质(AM)包含0-70ppmw的所述至少一种电解质，并且其中水性介质(AM)中所含的所述至少一种电解质的ppmw小于含电解质的水性介质(EAM)中所含的至少一种电解质的重量％。
本领域技术人员应当清楚的是，水性介质(AM)包含与含电解质的水性介质(EAM)和经渗析的水性介质中所含的电解质相同的至少一种电解质。因此，对水性介质(AM)中所含的所述至少一种电解质而言，上文对含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质给出的实施方案和优选方案成立。
本领域技术人员应当清楚的是，水性介质(AM)中所含的所述至少一种电解质的量低于含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质的量。
本发明的另一目的为一种方法，其中水性介质(AM)中所含的所述至少一种电解质的量低于含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质的量。
水性介质(AM)包含水。在一个实施方案中，水性介质(AM)基本上由水、聚丙烯酸(PAA)和任选的所述至少一种电解质的残余物组成。
在另一实施方案中，水性介质(AM)由水、聚丙烯酸(PAA)和任选的所述至少一种电解质的残余物组成。
在本发明的上下文中，术语“基本上由……组成”意指除水、聚丙烯酸(PAA)和任选的所述至少一种电解质的残留物之外，水性介质(AM)包含至多1重量％，优选至多0.5重量％，更优选至多0.1重量％的物质，基于水性介质(AM)的总重量。
水性介质(AM)中所含的聚丙烯酸(PAA)的ppmw、水的重量％和任选的所述至少一种电解质的残留物的ppmw通常加和为100％。
水性介质(AM)的温度通常为>0℃至<100℃。优选地，水性介质(AM)的温度为5-95℃，特别优选为10-50℃。
水性介质(AM)可具有任何pH值。优选地，水性介质(AM)的pH值为5-9，特别优选为6-8，更优选为6.5-7.5。
在本发明的一个实施方案中，水性介质(AM)的电导率为0.1-100μS/cm2，优选为0.1-80μS/cm2，特别为0.1-60μS/cm2，更优选为0.1-30μS/cm2。
在本发明的另一实施方案中，水性介质(AM)的电导率为0.1-1000μS/cm2。
本领域技术人员应当清楚的是，水性介质(AM)的电导率低于含电解质的水性介质(EAM)的电导率，因为水性介质(AM)包含比含电解质的水性介质(EAM)更低量的所述至少一种电解质。
在本发明的一个实施方案中，将步骤a3)中获得的水性介质(AM)再循环至步骤a2)中以作为含电解质的水性介质(EAM)。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中将步骤a3)中获得的水性介质(AM)再循环至步骤a2)中以作为含电解质的水性介质(EAM)。
在本发明的该实施方案中，将步骤a3)中获得的水性介质(AM)转移到步骤a2)中且用作含电解质的水性介质(EAM)，并且根据步骤a2)通过渗析单元。
在本发明的另一实施方案中，将步骤a3)中获得的水性介质(AM)再循环至步骤a2)中以作为含电解质的水性介质(EAM)达1-1000次，优选10-500次，特别优选50-300次。
在本发明的一个实施方案中，在步骤a3)中，测量水性介质(AM)的电导率。
在步骤a3)中测量水性介质(AM)的电导率的方法是本领域技术人员所已知的。
在本发明的一个实施方案中，步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为<100μS/cm2，优选<80μS/cm2，特别优选<60μS/cm2，更优选<30μS/cm2。
在本发明的另一实施方案中，步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为<1000μS/cm2。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为<100μS/cm2。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为<1000μS/cm2。
在本发明的另一实施方案中，步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为0.1-100μS/cm2，优选为0.1-80μS/cm2，特别优选为0.1-60μS/cm2，更优选为0.1-30μS/cm2。
在本发明的另一实施方案中，步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为0.1-1000μS/cm2。
在一个实施方案中，将步骤a3)中获得的水性介质(AM)再循环到步骤a2)中以作为含电解质的水性介质(EAM)，直至步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为<100μS/cm2，优选<80μS/cm2，特别优选<60μS/cm2，更优选<30μS/cm2。
在一个实施方案中，将步骤a3)中获得的水性介质(AM)再循环至步骤a2)中以作为含电解质的水性介质(EAM)，直至步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率<1000μS/cm2。
在另一实施方案中，将步骤a3)中获得的水性介质(AM)再循环到步骤a2)中以作为含电解质的水性介质(EAM)，直至步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为0.1-100μS/cm2，优选为0.1-80μS/cm2，特别优选为0.1-60μS/cm2，更优选为0.1-30μS/cm2。
在另一实施方案中，将步骤a3)中获得的水性介质(AM)再循环到步骤a2)中以作为含电解质的水性介质(EAM)，直至步骤a3)中的水性介质(AM)的电导率为0.1-1000μS/cm2。
步骤b)
在本发明的步骤b)中，将染料(I)加入到水性介质(AM)中，从而获得含染料的水性介质(DAM)，其包含聚丙烯酸(PAA)、染料(I)和任选的所述至少一种电解质的残余物。
可以通过本领域技术人员已知的任何方法和任何形式将染料(I)加入到水性介质(AM)中。例如，染料(I)可以以固体形式或者以包含染料(I)和溶剂的溶液的形式加入到水性介质(AM)中。优选地，染料(I)以溶液的形式加入。
所述溶液通常包含1-1000重量ppm的染料(I)，优选10-500重量ppm的染料(I)，特别优选50-200重量ppm的染料(I)，基于溶液的总量。
所述溶液中所含的染料(I)和溶剂的重量％通常加和为100％。
合适的溶剂是本领域技术人员所已知的。优选地，溶剂与水不具有混溶性区。特别优选地，溶剂选自水、甲醇和乙醇。
步骤b)中获得的含染料的水性介质(DAM)包含聚丙烯酸(PAA)和染料(I)。
含染料的水性介质(DAM)通常包含与步骤a)中提供的水性介质(AM)相同的聚丙烯酸(PAA)。因此，对含染料的水性介质(DAM)中所含的聚丙烯酸(PAA)而言，上文对水性介质中所含的聚丙烯酸(PAA)所述的相同实施方案和优选方案成立。
此外，含染料的水性介质(DAM)包含染料(I)。含染料的水性介质(DAM)通常包含1-100ppmw的染料(I)，优选1-50ppmw的染料(I)，特别优选1-20ppmw的染料(I)，基于含染料的水性介质(DAM)的总量。
此外，含染料的水性介质(DAM)通常包含水。对含染料的水性介质(DAM)中所含的水而言，上文就水性介质(AM)所述的实施方案和优选方案成立。
本领域技术人员清楚的是，如果将染料(I)加入到溶解在溶剂中的水性介质(AM)中，则含染料的水性介质(DAM)还包含溶剂。
此外，如果步骤a)中提供的水性介质(AM)包含所述至少一种电解质的残余物，则含染料的水性介质(DAM)还包含所述至少一种电解质的残余物。含染料的水性介质(DAM)中所含的所述至少一种电解质的残余物与水性介质(AM)中所含的所述至少一种电解质的残留物相同。因此，对含染料的水性介质(DAM)中所含的所述至少一种电解质而言，上文给出的实施方案和优选方案成立。
染料(I)
根据本发明，染料(I)的取代基具有以下含义：
R选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR5R6，
其中：
R5和R6彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R2选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR7R8，
其中：
R7和R8彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R3选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR9R10，
其中：
R9和R10彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R4选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR11R12，
其中：
R11和R12彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
X+选自NH+、O+和S+；
Y为N或CH；
Z-选自OH-、F-、Cl-、Br-、I-、SO4 2-、PO4 3-、HCO3 -和CO3 2-。
在本发明上下文中，“C1-C10烷基”意指具有自由价态(自由基)和1-10个碳原子的饱和或不饱和烃。碳原子可以是直链、支化或环状的。烃还可包含环状和线性组分。C1-C10烷基的实例为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、己基和环己基。对C1-C5烷基而言，同样的定义成立。
在本发明上下文中，“C6-C10芳基”意指具有6-10个碳原子和自由价态(自由基)的芳族烃。因此，取代基(基团)是芳族的。芳族可以是单环或双环的。芳基的实例为苯基和萘基，例如1-萘基和2-萘基。
在优选的实施方案中，染料(I)的取代基具有以下含义：
R1选自H、C1-C5烷基和NR5R6，
其中：
R5和R6彼此独立地选自H和C1-C5烷基；
R2选自H、C1-C5烷基和NR7R8，
其中：
R7和R8彼此独立地选自H和C1-C5烷基；
R3选自H、C1-C5烷基和NR9R10，
其中：
R9和R10彼此独立地选自H和C1-C5烷基；
R4选自H、C1-C5烷基和NR11R12；
其中：
R11和R12彼此独立地选自H和C1-C5烷基；
X+选自NH+、O+和S+；
Y为N或CH；
Z-选自OH-、F-、Cl-、Br-和I-。
在特别优选的实施方案中，染料(I)的取代基具有以下含义：
R1选自甲基、乙基和NR5R6，
其中：
R5和R6彼此独立地选自H、甲基和乙基；
R2选自H、甲基和乙基，
R3选自甲基、乙基和NR9R10，
其中：
R9和R10彼此独立地选自H、甲基和乙基；
R4选自H、甲基和乙基；
X+选自NH+、O+和S+；
Y为N或CH；
Z-为OH-或Cl-。
在更优选的实施方案中，染料(I)选自式(Ia)的染料、式(Ib)的染料和式(Ic)的染料：
本领域技术人员应该当清楚的是，存在染料(I)、染料(Ia)、染料(Ib)和染料(Ic)的稳变式。例如，染料(Ia)的稳变式为式(Iai)，染料(Ib)的稳变式为式(Ibi)，染料(Ic)的稳变式为式(Ici)。
因此，通式(I)的染料、式(Ia)的染料、式(Ib)的染料和式(Ic)的染料也包括通式(I)、式(Ia)、式(Ib)和式(Ic)的稳变式。
染料(Ia)也称为甲苯胺蓝O或碱性蓝17(颜色指数52040)。染料(Ia)的另一个名称是托洛氯铵(tolonium chloride)。其IUPAC名称为3-氨基-7-(二甲基氨基)-2-甲基吩噻嗪-5-氯化物，其CAS号为92-31-0。
染料(Ib)也称为亚甲蓝或碱性蓝9(颜色指数52015)。其IUPAC名称为3,7-双(二甲基氨基)吩噻嗪-5-氯化物，其CAS号为61-73-4。
染料(Ic)也称为焦宁G、焦宁Y或焦宁J(颜色指数45005)，CAS号为92-32-0。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中染料(I)选自甲苯胺蓝O、亚甲蓝和焦宁G。在一个特别优选的实施方案中，染料(I)为甲苯胺蓝O。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中染料(I)为甲苯胺蓝O。
染料(I)包含呈其固体状态的式(I)结构的染料。染料(I)还包括仅当它们在水中溶解时由于在水中质子化才呈现通式(I)结构的染料。例如，染料原黄素也包括在通式(I)中。原黄素在其固体状态下是式(Id)的染料：
当将原黄素添加至水中时，氮原子被质子化，因此在水性介质(AM)中，原黄素具有式(Idi)，其是通式(I)的具体结构。
步骤c)
在步骤c)中，将步骤b)中获得的含染料的水性介质(DAM)提供给光度计。
合适的光度计是本领域技术人员所已知的任何适于在UV/Vis范围内测量的光度计。这意味着光度计利用UV/Vis范围内的光，且可以检测UV/Vis范围内的光。
UV/Vis范围通常为180-800nm，优选为200-780nm。
在本发明的优选实施方案中，使用UV/Vis分光光度计作为光度计。特别优选使用二极管阵列分光光度计。合适的分光光度计例如为AgilentHP8453。
光度计通常包括至少一个光源、至少一个样品保持器和至少一个检测器。
在UV/Vis范围内发射光的任何光源都可以用作光源。光源可发射连续光谱或不连续光谱。发射不连续光谱的光源是优选的。
在本发明的上下文中，发射连续光谱的光源意味着光源在UV/Vis范围内的每个波长处产生光。发射连续光谱的光源在本发明的上下文中也称为连续光源。
连续光源例如为钨丝、氘弧灯和氙弧灯。
在本发明的上下文中，发出不连续光谱的光源意味着在UV/Vis范围的一些波长处，光源不发光。发射不连续光谱的光源在本发明的上下文中也称为不连续光源。
不连续光源例如为发光二极管(LED)。
如果光源仅在较小的波长范围内发射光，例如1-100nm，优选1-80nm，特别优选1-65nm的范围，则将光源称为发射离散光谱的光源。在本发明的上下文中，发射离散光谱的光源也称为离散光源。
在本发明的特别优选的实施方案中，使用发射离散光谱的光源。
离散光源例如为发光二极管(LED)。作为离散光源，优选发光二极管(LED)。
如果使用离散光源，则通常使用发射具有两种不同波长的光的至少两个不同离散光源。例如，如果使用二极管作为光源，则使用发射两种不同波长的光的至少两个不同的二极管。例如，在520-550nm范围内发光的第一二极管和在553-585nm范围内发光的第二二极管。
因此，在本发明的一个实施方案中，使用至少两个不同的离散光源。在本发明的优选实施方案中，使用至少两个不同的二极管。
合适的样品保持器是技术人员所已知的。本发明的优选样品保持器选自比色皿和流动池。
合适的比色皿是本领域技术人员所已知的，例如比色皿可由玻璃、塑料或熔凝石英制成。
合适的流动池是本领域技术人员所已知的。样品保持器，优选流动池的厚度通常为0.1-10cm。
因此，在本发明的一个实施方案中，在步骤c)中，将含染料的水性介质(DAM)提供至比色皿或流动池中，优选提供至包含在光度计中的流动池中。
作为检测器，可以使用可以检测US/Vis范围内的光的任何检测器。合适的检测器例如为光电倍增管、光电二极管、光电二极管阵列或电荷耦合器件(CCD)。
在本发明的一个实施方案中，将染料(I)加入到水性介质(AM)中，同时将水性介质(AM)提供给光度计。
在该实施方案中，步骤b)和步骤c)同时进行。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中步骤b)和步骤c)同时实施。
步骤d)
根据步骤d)，使用光度计且使用至少两种不同的波长来测量含染料水性介质(DAM)的至少两个不同透射率值。
本领域技术人员应当清楚的是，所述至少两个不同的透射率值可具有相同的数值。然而，即使所述至少两个不同的透射率值具有相同的数值，也使用至少两种不同的波长来测量它们。
在本发明的上下文中，“至少两种不同的波长”意指正好两种不同的波长，以及三种或更多种不同的波长。
所用的所述至少两种不同的波长可从至少一个连续光源、至少一个不连续光源或至少两个不同的离散光源发出。至少两个不同的离散光源是优选的。
如果使用离散光源，则当使用波长时通常使用多个离散光源。例如，如果使用两种不同的波长，则使用两个不同的离散光源。例如，如果使用四种不同的波长，则使用四个不同的离散光源。
适当地，在步骤d)中使用任何至少两种不同的波长。优选地，使用至少两种不同的波长，其中用连续光源或不连续光源测得的包含水性介质(AM)、染料(I)和任选的聚丙烯酸(PAA)的参比样品的消光光谱在该波长下表现出最大值，或者在该波长下具有等吸光点。等吸光点描述了当改变聚丙烯酸(PAA)的浓度和含染料的水性介质(DAM)中所含的任选染料(I)时，含染料的水性介质(DAM)的消光不发生变化的特定波长。消光也称为吸光。本领域技术人员应当清楚的是，在消光谱表现出最大值的波长处，相应的透射光谱表现出最小值。
因此，为了确定合适的至少两种不同的波长，优选使用连续光源或不连续光源测量包含染料(I)、水性介质(AM)和任选的聚丙烯酸(PAA)的参比样品的UV/Vis光谱，然后根据本发明确定聚丙烯酸(PAA)的浓度。
在本发明的一个实施方案中，在步骤d)中使用第一波长和第二波长。在本发明的一个实施方案中，第一波长为180-700nm，优选为200-600nm，特别优选为400-580nm，第二波长为200-800nm，优选为400-650nm，特别优选为500-600nm。
本发明的另一目的为一种方法，其中在步骤d)中使用第一波长和第二波长，且其中第一波长为180-700nm，第二波长为200-800nm，且其中第一波长和第二波长彼此不同。
应当清楚的是，第一波长的波长小于第二波长的波长。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中第一波长的波长小于第二波长的波长。
在另一优选实施方案中，第一波长为553-585nm，第二波长为620-652nm。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中在步骤d)中使用第一波长和第二波长，其中第一波长为553-585nm，第二波长为620-652nm。
如果第一波长为553-585nm，第二波长为620-652nm，则特别优选染料(I)包含甲苯胺蓝O。
因此，本发明的另一目的为一种方法，其中染料(I)是甲苯胺蓝O，且其中在步骤d)中使用第一和第二波长，其中第一波长为553-585nm，第二波长为620-652nm。
在步骤d)中，测量至少两个不同的透射率值。
本领域技术人员应当清楚的是，在步骤d)中，由于使用不同的波长，获得了许多透射率值。例如，如果使用两种不同的波长，则获得两个透射率值。例如，如果使用四种不同的波长，则获得四个透射率值。
如果使用连续光源，则通常从连续光谱中选择至少两种不同的波长，并且在这些至少两种波长处获得至少两个透射率值。如果使用不连续的光源，则实施类似的方法。如果使用离散光源，则通常使用至少两个在至少两种不同波长处发光的离散光源。通过使用这些至少两种不同的波长，获得了至少两个透射率值。
还可测量至少两个消光值或至少两个吸光值。本领域技术人员知晓，消光值以及吸光值可使用Beer-Lambert定律转换为透射率值。
根据Beer-Lambert定律，透射率(T)定义为：
T＝I/I0＝10-ε·c·d
消光率(E)定义为：
E＝logI0/I＝ε·c·d＝-logT
吸光率(A)定义为：
A＝1-T
I0为入射辐射的强度，
I为透射辐射的强度，
ε为摩尔吸光系数，
c为吸光物质的浓度，
d为通过流动池的光的路径长度。
步骤e)
在步骤e)中，分析步骤d)中获得的所述至少两个不同的透射率值，从而确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。
为了通过分析所述至少两个透射率值来确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)，通常需要使用校准曲线。
优选地，校准曲线通过使用至少两种不同的溶液，优选至少五种溶液来确定，所述溶液包含处于与水性介质(AM)中所含相同的至少一种溶剂中的染料(I)和不同的已知浓度(C)的聚丙烯酸(PAA)。对于所述至少两种不同的溶液各自而言，使用与本发明方法步骤d)中相同的至少两种不同的波长来确定至少两个不同透射率值。例如，使用第一波长(λ1)和第二波长(λ2)来获得第一透射率值(t1)和第二透射率值(t2)。
然后，对于所述至少两种不同溶液中的每一种，确定根据步骤d)获得的所述至少两个不同透射率值的两个不同透射率值(例如第一透射率值(t1)和第二透射率值(t2)))的比值。换言之，确定所述至少两种不同溶液各自的通过使用第一波长(λ1)和第二波长(λ2)获得的第一透射率值(t1)和第二透射率值(t2)的比值(t1/t2)。
将该比值(t1/t2)相对于所述至少两种不同溶液中所含的聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)作图。然后通过线性回归获得校准曲线。线性回归的方法是本领域技术人员所已知的。
在步骤e)中，确定在步骤d)中测得的所述至少两个不同透射率值的两个不同透射率值的比值。使用用于测量校准曲线的两种不同溶液的两个不同透射率值的所述至少两种不同波长的两种不同波长来获得用于确定该比值的两个不同透射率值。通过使用该比值且使用校正曲线，可以确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。
下文通过参考实施例说明本发明，但不限于此。
实施例
实施例1：本发明方法的精度
为了确定本发明方法在较长时间内的精度，测量聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)达50小时。使用包含3.5重量％海盐(意大利海盐，Orto Mio)作为所述至少一种电解质的海水作为含电解质的水性介质(EAM)。所述海水额外包含4ppmw的聚丙烯酸(PAA)(Sokalan PM 15l)。
使所述海水通过渗析单元(步骤a2))，从而获得经渗析的水性介质，然后转移至容器中，在其中加入去离子水(步骤a3))，从而获得水性介质(AM)。将水性介质(AM)从容器(步骤a3))再循环到渗析单元中(步骤a2))以作为含电解质的水性介质(EAM)，直至在容器中测得水性介质(AM)的电导率为30μS/cm2。
然后将1,21ppmw的甲苯胺蓝O(染料(I))加入到水性介质(AM)中，将由此获得的含染料的水性介质(DAM)提供给光度计。所述光度计为包括两个二极管的二极管阵列分光光度计。第一二极管的波长为569nm，第二二极管的波长为536nm。在这两种不同的波长下，测量水性介质(AM)的两个透射率值(步骤d))。获得第一透射率值和第二透射率值。
通过使用校准曲线且借助第一透射率与第二透射率的比值来确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。
所得结果可参见图1。x轴以小时(h)给出了测量时间(t)，y轴以ppmw给出了聚丙烯酸(PAA)的浓度(c)。可以清楚地看出，可以非常精确地测定4ppmw的聚丙烯酸(PAA)浓度(c)，标准偏差为±2ppmw。
这清楚地表明本发明的方法足以准确地测定水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)浓度(C)。
图1中的前六个值接近于0。这是因为在开始测量时，使用不含聚丙烯酸(PAA)的海盐溶液来稳定测量装置。
实施例2：脱盐装置中的聚丙烯酸(PAA)浓度(c)
使用来自脱盐装置的工艺料流的含电解质的水性介质(EAM)。使用含有3.5重量％海盐的天然海水作为含电解质的水性介质(EAM)，将其浓缩至4.7重量％(47000ppmw)的海盐浓度。在开始时，含电解质的水性介质(EAM)此外还包含10ppmw的聚丙烯酸(PAA)(Sokalan PM15l)。
使用实施例1中所述的方法，经12小时每隔144分钟监测含电解质的水性介质(EAM)中的聚丙烯酸(PAA)浓度(c)的下降。
图2显示了结果。x轴以分钟(min)给出了实施测量的时间(t)，y轴以ppmw给出了聚丙烯酸(PAA)的浓度(c)。
图2表明，聚丙烯酸(PAA)的浓度(c)在12小时内由10ppmw降至约3ppmw。
实施例3：水回路中的聚丙烯酸(PAA)浓度(c)
使用来自冷却水回路的工艺料流的含电解质的水性介质(EAM)。所述冷却水回路包括由相同的冷却水管向其加入冷却水的冷却水的两根不同线(K1和K2)。将50ppmw的聚丙烯酸(PAA)(Antiprex AD 2020S)加入到冷却水管中。因此，所述两根不同的线应包含相同浓度(c)的聚丙烯酸(PAA)。
经24小时每隔30分钟对所述两根不同的冷却水线各自的含电解质的水性介质(EAM)取样，如上文对实施例1所述进行渗析。然后将666ppmw的甲苯胺蓝O(染料I)添加到每个样品中。如上文对实施例1所述测量两个样品各自的两个透射率值，并分析透射率值。
图3显示了结果。x轴以小时(h)给出了实施测量的时间(t)，y轴以ppmw给出了聚丙烯酸(PAA)的浓度(c)。菱形给出了线K1的结果，正方形给出线K2的结果。
图3表明，两根不同的冷却水线的聚丙烯酸(PAA)浓度不同。浓度的差异是由于来自冷却水管的冷却水的不均匀分布的结果。

Claims (14)

1.一种测定包含聚丙烯酸(PAA)的水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)浓度(C)的方法，其中所述测定在通式(I)的染料存在下光度进行：
其中：
R1选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR5R6，
其中：
R5和R6彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R2选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR7R8，
其中：
R7和R8彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R3选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR9R10，
其中：
R9和R10彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
R4选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和NR11R12，
其中：
R11和R12彼此独立地选自H、C1-C10烷基和C6-C10芳基；
X+选自NH+、O+和S+；
Y为N或CH；
Z-选自OH-、F-、Cl-、Br-、I-、SO4 2-、PO4 3-、HCO3 -和CO3 2-。
2.一种测定包含聚丙烯酸(PAA)的水性介质(AM)中的聚丙烯酸(PAA)浓度(C)的方法，包括如下步骤：
a)提供包含聚丙烯酸(PAA)的水性介质(AM)，其包括如下步骤：
a1)提供包含聚丙烯酸(PAA)和至少一种电解质的含电解质的水性介质(EAM)，
a2)使含电解质的水性介质(EAM)通过渗析单元，从而获得包含聚丙烯酸(PAA)的经渗析的水性介质，和
a3)向步骤a2)中获得的经渗析的水性介质中加入去离子水，从而获得水性介质(AM)，
b)将染料(I)加入到水性介质(AM)中，从而获得包含聚丙烯酸(PAA)和染料(I)的含染料的水性介质(DAM)，
c)将步骤b)中获得的含染料的水性介质(DAM)提供给光度计，
d)使用至少两种不同的波长使用光度计测量含染料的水性介质(DAM)的至少两个不同透射率值，和
e)分析步骤d)中获得的所述至少两个不同透射率值以确定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤b)和步骤c)同时进行。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中在步骤a3)中，水性介质(AM)的电导率为<1000μS/cm2。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中含电解质的水性介质(EAM)包含至少一种选自碱金属盐，碱土金属盐及其混合物的电解质。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其中含电解质的水性介质(EAM)包含0.001-10重量％的所述至少一种电解质，基于含电解质的水性介质(EAM)的总量。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其中水性介质(AM)包含所述至少一种电解质的残余物。
8.根据权利要求7所述的方法，其中水性介质(AM)包含0-70ppmw的所述至少一种电解质，基于水性介质(AM)的总重量，且其中水性介质(AM)中所含的所述至少一种电解质的ppmw小于含电解质的水性介质(EAM)中所含的所述至少一种电解质的重量％。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的方法，其中在步骤d)中使用第一波长和第二波长，且其中第一波长为180-700nm，第二波长为200-800nm，且其中第一波长和第二波长彼此不同。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的方法，其中在步骤d)中使用第一波长和第二波长，且其中第一波长为553-585nm，第二波长为620-652nm。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中染料(I)为甲苯胺蓝O。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中基于水性介质(AM)的总重量，水性介质(AM)包含0.01-100ppmw的聚丙烯酸(PAA)。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中聚丙烯酸(PAA)的数均分子量Mn为1000-250,000g/mol。
14.染料(I)用于通过光度法测定聚丙烯酸(PAA)的浓度(C)的用途。
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