天然阻垢劑阻垢及其緩蝕性能的研究

《天然阻垢劑阻垢及其緩蝕性能的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、天然阻垢劑阻垢及其緩蝕性能的研究自然水或生產(chǎn)污水都含有各種物質(zhì)如懸浮物、膠體、有機(jī)質(zhì)，微生物和各種可溶性鹽類。若環(huán)境條件不變，上述物質(zhì)處于相對(duì)的溶解平衡,一旦環(huán)境及水質(zhì)發(fā)生改變，則原來的溶解平衡被打破，易形成水垢，造成管道堵塞，妨礙熱量傳遞，加重金屬的局部腐蝕，影響生產(chǎn)。水垢主要發(fā)生在高堿高硬水地區(qū)，曾有水垢厚度達(dá)到10cm以上，導(dǎo)致輸水管道全部被水垢堵塞的典型事故，測(cè)流量的孔板及閥門也因結(jié)垢造成儀器的失靈。水垢的主要成分是，丐鎂離子的鹽類,包括媽鎂的碳酸鹽、硅酸鹽、憐酸鹽、硫酸鹽和氫氧化物及金屬氧化物等;而污垢則更多地以水垢、

2、忌浮物及腐蝕產(chǎn)物的混合物為主，有時(shí)還夾雜著生物粘泥。垢的生成一般包括原始晶種的形成、晶核的生成和晶體生長(zhǎng)三個(gè)過程，只要能控制其中一個(gè)過程，就可達(dá)到阻垢的目的。阻垢劑作為一種水質(zhì)穩(wěn)定劑而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。它指的是具冇能分散水中的難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無機(jī)鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能,并維持金屬設(shè)備有良好的傳熱效果的一類藥劑,可以用來延長(zhǎng)設(shè)備壽命并保證設(shè)備安全運(yùn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，阻垢劑的研宂也在不斷地深入并日趨成熟，其特點(diǎn)及功能在円趨完善的同時(shí)，種類亦在不斷增加，其沉降效果的穩(wěn)定性、環(huán)境安全性也越來越受

3、到重視。而隨著人類環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，對(duì)阻垢劑的環(huán)保耍求也日漸提高。冃前較廣泛使用的水處理劑均為人工合成化合物。但從環(huán)保和節(jié)能角度考慮，人們又提出了綠色阻垢劑的概念。綠色阻垢劑的概念一經(jīng)提出就很快成為21世紀(jì)水處理劑發(fā)展的方向，無磷非氮可生物降解性能好的綠色阻垢劑的研制開發(fā)也己成為新的研究熱點(diǎn)。而天然阻垢劑正是因?yàn)閺奶烊晃镔|(zhì)屮提取阻垢劑，綠色，且對(duì)環(huán)境友好，便宜易得，成為當(dāng)今的研宄方向，并引起人們的廣泛關(guān)注。阻垢劑的發(fā)展經(jīng)歷了從無機(jī)到有機(jī)，從天然到合成，從高磷、低磷到無磷的發(fā)展歷程。對(duì)于聚合物阻垢劑來說，阻垢劑先后經(jīng)歷了合成聚合

4、物阻垢劑和天然聚合物阻垢劑兩大類。而合成聚合物阻垢劑又可進(jìn)一步分成羧酸類聚合物阻垢劑、磺酸類聚合物阻垢劑、含磷聚合物阻垢劑和環(huán)境友好型阻垢劑4種。羧酸類聚合物阻垢劑是一類以丙烯酸、馬來酸或馬來酸酐為單體發(fā)生均聚或者與其它單體共聚而形成的一類水溶性高分子物質(zhì)，主要有聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來酸以及水解聚馬來酸酐等。在此類阻垢劑中起作用的主要是聚合物中的-COOH基團(tuán)，它對(duì)Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe3+、Cu2+等具冇較強(qiáng)的螫合能力，不僅具冇分散和凝聚的作用，還能在無機(jī)垢結(jié)晶過程中干擾晶格的正常排列，從而達(dá)到阻垢和防垢的

5、0的?；撬犷惥酆衔镒韫竸┦且活愑苫撬釂误w聚合而成的阻垢劑，包括二元、三元等多個(gè)種類。常用的磺酸單體主要有2-羥基-3-烯丙氧基磺酸(HAPS)、苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸鈉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(簡(jiǎn)稱AMPS)。其中由于AMPS價(jià)格適中，對(duì)水解、溫度和二價(jià)陽(yáng)離子的作用穩(wěn)定，冃前被作為使用最多的一種磺酸單體而得到應(yīng)用，以其作為共聚單體合成的磺酸共聚物更是格外引人注目。由于磺酸類聚合物可以有效地磷酸鈣垢，能有效地分散顆粒物、穩(wěn)定金屬離子和有機(jī)膦酸，尤其對(duì)鐵垢有很好的阻垢分散作用，另外，由于磺酸基團(tuán)對(duì)鹽不敏感,抗溫、抗鹽能防止均聚

6、物與水中離子反應(yīng)生成難溶性聚合物鈣凝膠，特別能抑制力較好，尤其抗高價(jià)金屬離子的能力強(qiáng)，因而在國(guó)內(nèi)外掀起了一股研究開發(fā)的熱潮。有機(jī)含磷共聚物是由無機(jī)單體次磷酸與其它有機(jī)單體如丙烯酸(AA)、馬來酸(MA)、含磺酸基單體等共聚而成的聚合物。其顯著的結(jié)構(gòu)特征就是膦酸基和羧基存在于一個(gè)分子上，即同時(shí)含有-PO(OH)基團(tuán)和-COOH基團(tuán)，和其它種類的共聚物阻垢劑相比，它的緩蝕、阻垢效果明顯，且價(jià)格低廉，對(duì)硫酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等也有很好的去活化作用。有機(jī)含磷共聚物一般分為兩類，一類為膦酸亞基聚羧酸、膦基聚羧酸或聚膦基羧酸(PCA),另一

7、類為膦?；人?POCA),其中較常用的是PCA。PCA還可分為膦基聚丙烯酸和膦基聚馬來酸兩人類。環(huán)境友好阻垢劑又稱綠色阻垢劑，是隨著綠色化學(xué)的興起而開發(fā)出的新型阻垢劑，它是一類具冇良好阻垢效果又幾乎不污染環(huán)境的水溶性高分子聚合物。0前國(guó)內(nèi)外研究開發(fā)的此類阻垢劑主要有聚天冬氨酸(PASP)和聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)。聚天冬氨酸(PASP)作為水處理的新型綠色化學(xué)品，是一種從原料、制備過程到最終產(chǎn)品均對(duì)人體和環(huán)境無害的易生物降解的水處理藥劑，它的可生物降解性使其成為特別有價(jià)值的水處理劑。使用后的PASP可高效、穩(wěn)定地被微生物、真菌

8、降解為對(duì)環(huán)境無害的終產(chǎn)物。聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)是一種無磷、無氮和生物降解性能好的兼有阻垢和緩蝕雙重功能的水處理劑，20世紀(jì)90年代初美國(guó)就開發(fā)了這種藥劑，曰本及其它國(guó)家也相繼開始對(duì)聚環(huán)氧琥珀酸鈉及其衍生物進(jìn)行了研究，目前正H益成為國(guó)際上研究的熱點(diǎn)單寧、木質(zhì)素