② 磺酸类聚合物阻垢剂

由磺酸单体聚合而成的一类阻垢剂称为磺酸类聚合物阻垢剂。磺酸类聚合物的作用是能有效地分散颗粒物质和固定金属离子,对铁垢有尤其好的阻垢分散作用。磺酸类聚合物还可以有效地防止水中均聚物与一些离子发生反应生成钙凝胶这种难溶性聚合物。另外,由于磺酸基团抗盐能力较好,且抗高温、抗高价金属离子的能力强,在国内外有很好的发展前景。

③ 含磷聚合物阻垢剂

含磷共聚物阻垢剂的其显著的结构特征是同时含有-PO(OH)基团和-COOH基团,即磷酸基和羧基存在于一个分子上。与其它共聚物阻垢剂相比,含磷聚合阻垢剂的阻垢和缓冲能力更好,对钙的容忍度更高,且价格低廉,对CaSO4、MgSiO3和Ca3(PO4)2等也有很好的去活化作用。

④ 环境友好型阻垢剂

环境友好阻垢剂是一类几乎对环境不产生危害的又具有良好阻垢效果的化学聚合物,它是随着绿色生产和环境保护的推崇而新研发出的新型阻垢剂。聚天冬氨酸(PASP)是目前国内外研究开发的环境友好阻垢剂之一[16]。

1.5  常见缓蚀阻垢剂

(1)氨基三亚甲基膦酸(ATMP)

氨基三亚甲基膦酸(ATMP)可以阻止溶液中如CaCO3等成垢盐类形成水垢。ATMP具有良好的螯合作用及晶格畸变作用,同时具有稳定的化学性质,不易在水中分解。当水中的ATMP浓度较高时,其缓蚀效果良好。在不同水质条件下的循环冷却水系统中,ATMP能够与其它具有缓蚀性能的物质复配成有机碱性水处理剂,达到更优良的缓蚀效果[17]。

(2)苯并三氮唑(BTA)

苯并三氮唑(BTA),一种杂环有机化合物,是商业缓蚀剂Fernox的主要成分,被认为是水溶液中铜和铜合金的一种有效缓蚀剂。对其缓蚀机理主要有两种看法机理。一种机理是BTA在铜表面的化学吸附形成一层保护层,另一种机理是在铜表面的形成聚合膜(Cu-BTA复合物)。也有人提出了两种机理相结合的机理,即现在铜表面化学吸附一层BTA分子层,然后再在上面形成铜-BTA机理复合物层[18]。

(3)二元共聚(AA/AMPS)

丙烯酸(AA)与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成AA/AMPS。二元共聚对溶液中的Ca3(PO4)2和CaCO3等有显著的阻垢作用,并且具有良好的分散性能。这是由于分子结构中含有能够提高钙容忍度的阻垢分散性能好的-COOH和强极性的—SO3H。尤其是与有机磷复配时,其作用增效明显。在高浓缩倍数运行过程中二元共聚是最理想的阻垢分散剂之一,因为其特别适合高H、高碱度、高硬度的水质。

(4)硫酸锌(ZnSO4)

锌盐单独作为缓蚀剂使用时缓蚀效果不佳,但与其他物质复合作为复配缓蚀剂体系中的一个成分,锌盐的缓蚀性能明显,还能起到防止产生孔蚀的作用[19]。锌盐起作用的是Zn2+,它能在溶液中迅速反应形成Zn(OH)2,并附着在阴极表面上,形成保护膜起到保护的作用。锌盐是一种安全系数高但性能较低的缓蚀剂,因为锌盐形成膜的过程比较迅速,因此这种膜不持久耐用。但是当锌盐和其它缓蚀剂复合成复配缓蚀剂时,锌离子对这些缓蚀剂所形成的缓蚀膜有提高持久耐用性的作用,还有加速这些缓蚀膜成形的作用,因此可以取得较好的缓蚀效果。

(5)钼酸钠(Na2MoO4)

钼系缓蚀剂适用于高温,高H和高硬度水运行,具有良好的缓蚀性能和稳定性能,低毒无公害,且不会引起微生物的滋生繁殖。但钼酸盐因价格昂贵且单独作为缓蚀剂使用时所需剂量大导致运行高成本的问题,严重影响了它的使用和推广。目前可以通过在钼酸盐中引入有机化合物或其他无机化合物,发挥分子内不同基团的协同作用,来达到降低使用成本、扩大使用范围的目的。当钼酸盐与其他缓蚀剂复合使用的时候,能够达到明显的协同效应而有效地抑制金属的全面腐蚀和孔蚀等行为。因此钼系缓蚀剂在工业循环冷却水系统、清洗润滑金属和防锈涂层中得到广泛的应用。

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