(5)双电层作用机理:阻垢剂在生长微晶核的扩散边界层富集,形成双电层并阻止水垢离子或分子簇在金属表面发生富集。此外,垢质分子簇之间的结是不稳定的[11~12]。

阻垢剂的发展:从60年代末就开始使用天然聚合物阻垢剂,70年代后期开发出含磷聚合物兼具缓蚀和阻垢双重性能的含磷聚合物类水处理剂;90年代相继开发出了几种环境友好型的阻垢剂。近年来国外的研究仍然是以有机膦酸类、聚合物类和绿色阻垢剂为主要研究对象。

1.3  几种常见的缓蚀阻垢剂

1.3.1  钼酸钠

Na2MoO4,白色结晶性粉末,毒性较低,对环境污染程度较小,与亚硝酸盐、铬酸盐相比具有毒性低、无害、污染小等特点。但单独使用效果较差,且价格较贵,所以一般采用复配的方法来提高缓蚀效果[14]。

1.3.2  HEDP

羟基乙叉二膦酸,一种有机磷酸类缓蚀阻垢剂,能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物,溶解金属表面氧化物。在250℃下仍能起到良好地缓蚀阻垢作用,在高pH值下很稳定,不易水解。

1.3.3  ATPM

氨基三亚甲基磷酸,无毒、无害,结晶性粉末,在水中化学性质稳定,不易水解,在水中浓度较高时有良好的缓蚀效果,具有良好地螯合、低限抑制及晶格畸变作用,可阻止水中水垢,特别是碳酸钙垢的形成。

1.3.4  BTA

苯并三氮唑,能与铜反应生成链状聚合物,在铜表面形成保护膜,起到有效地缓释作用,但其用量较大且有毒性,所以常用于复配缓蚀剂[15~16]。

1.3.5  PAA

聚丙烯酸,无毒,易溶于水,在碱性中等浓缩倍数下运行而不结垢,可将碳酸钙、硫酸钙畸变分散。

1.3.6  AA/AMPS

由丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成。由于分子结构中含有阻垢及分散性能较好的羧酸基和强极性的磺酸基,能提高钙的容忍度,对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有明显的阻垢作用,并且分散能力良好。与有机膦复配,增效作用明显。特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质,是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一[17]。

1.3.7  亚硝酸钠

白色至浅黄色颗粒状晶体,有吸湿性,有毒,微溶于乙醇,可以与其他缓蚀剂复合组成复合缓蚀剂,效果优于钼酸钠[18]。

1.3.8  硝酸钠

无色透明或白微带黄色的菱形晶体,易潮解,有毒,水中易潮解。在一定的浓度范围内,可以与正丁胺产生明显的缓蚀协同作用[19]。

1.3.9  苯甲酸钠

白色颗粒,无臭或微带安息香气,易溶于水,pH值在8左右,是一种阳极型缓蚀剂,通过增大阳极极化可以有效地抑制对镁合金腐蚀,缓蚀率随浓度的增加而变大,苯甲酸钠的缓释作用主要因金属表面的吸附引起[20]。

1.4  本论文的主要研究内容及意义

本课题旨在解决重型机车水箱的腐蚀问题,通过查询已有的复合缓蚀阻垢剂配方,选择合适的配方并进行改良,通过重量法对缓蚀阻垢剂进行表征,进而评价缓蚀剂的缓蚀效果,以得到最佳的缓蚀阻垢剂配方,从而缓解重型机车水箱中所存在的腐蚀性问题。

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