在循环水中形成垢的物质的晶粒表面附着有带负电的离子型聚合物[19],如果将物 质表面的所带有的正负电荷数量进行增减,让那些小型晶粒上面的正负电荷数目都一样,他们之间的静电斥力不会让小型晶粒之间相互靠近,碰撞也不会轻易发生,因此 晶粒长大再沉淀的情况也不会发生。阻垢剂的目标分子一般都比无机盐分子大,这些 大型的分子把那些小型的无机盐分子围住,让小型的无机盐分子彼此直接无法直接接 触,之间一直有阻垢剂分子的隔挡,因此小型晶粒也就无法长大再沉淀。被包住的这 一个一个的整体互相独立,状态自由,容易被水流带走。论文网
1。4。3 螯合作用
聚合物阻垢剂的目标分子通常来说较大,其中存在着数目很多的羧酸根离子,与 一些正二价金属离子如镁离子、钙离子、钡离子等发生螯合作用,他们螯合所产生的 化合物十分的稳固,能够让更多数目的正价离子以一种恒定的形式留在循环水中,换 句话说就是让垢的溶解度提升了,更容易溶于水中,并且彼此之间的静电相互作用减 弱,因此也抑制了垢的不可阻碍的产生[20]。膦酰基也存在于一些阻垢剂分子中,这种 官能团与很大一部分的正价离子有十分优秀的螯合作用能力,除此之外,还能在一定 程度上减缓垢下腐蚀的速度。如果在有羧酸根离子的聚合物阻垢剂分子中加入这种具 有缓蚀作用的官能团,让 = PO( OH) 基和 -COOH 基同时存在于同一个目标分子 上,也许会产生更加优良的阻垢效果以及一定程度的缓蚀功能。
1。4。4 阈值效应
阈值效应又称低剂量效应或溶限效应,也就是说,即使阻垢剂施用的数量不多, 也能够起到非常良好的效果。当药剂施放的量增高时,阻垢作用也会变得更好,但是 当施放量达到某一个数值时,这种效果的提升就并非如一开始那么鲜明了[21,22]。这种 效应是抑制垢的效果的一种整体模型,也能从这里面看出一些阻垢的原理。晶体生长 的 PBC 理论以及动力学观点认为:数目较小的活性生长点的发展导致了小型晶体的 变大,这些数目较小的活性生长点就是晶格的变化之处,所以,当阻垢剂附着在数目 较少的活性生长点时,垢的小型晶粒就不能顺利地生长。
1。4。5 双电层作用
晶体中心核的四周的扩散边界层中聚集了大量阻垢剂目标分子[18],这里就会有两 层电子层,这样的话结垢离子、酸根离子或者分子团就不能够轻易的在金属之上凝结 在一起。此外,目标分子与晶核是以一种不稳定的形式存于水中的。
1。5 分子动力学(MD)方法
1。5。1 分子动力学模拟
分子动力学模拟(Molecular Dynamics,MD),它是将原子看成一系列的弹性球, 按照原子瞬时的运动状态,对每个原子的牛顿运动方程进行求解,得到原子的位置和 速度[23]。在本文中,我们使用 Materials Studio 6。0 软件来实现这种模拟。如果要对一 种非宏观的,肉眼不可见的现象进行研究时,用这种 MD 模拟方法来计算是则是一种 创新的途径,不仅可以弄清楚反应原理并对其确定性质,而且可以弄清楚它产生的物 质的数量及如何分布。
这种模拟 MD 计算现存在如下两种条件;(1) 在模拟系统中的的粒子皆按照牛顿 的三种力学原则进行运动;(2) 系统中的粒子彼此的相互作用还要符合叠加原理[24]。 即使满足了这两个条件,但是我们并没有将量子的效应考虑其中,此外,多体作用也 没用纳入需要满足的条件之中。这样的话,模拟的情况与现实的运动情况并不完全一 致,存在着一些差异。虽然现在已经有了理论研究,或者进行实验这两种科研方式, 但依然需要模拟计算来进行补充,即使存在着微小的误差。但是在多个领域的广泛应 用后,发现这种方法还是有一定的价值。文献综述