阻垢分散劑主要由有機(jī)膦、磺酸鹽共聚物、HPMA和銅緩蝕劑組成,具有阻止碳酸鈣小晶粒的生長(zhǎng),并通過(guò)晶格畸變、分散作用、使循環(huán)冷卻水中碳酸鹽不會(huì)在凝結(jié)器表面沉積形成硬垢,同時(shí)利用有機(jī)膦酸鹽在金屬表面形成鈍化膜,達(dá)到緩蝕阻垢目的,由于它的直鏈上和部分支鏈含有膦酸基,因此本共聚物具有優(yōu)異的防垢性能,并有一定的防腐效果。本品同常用的水處理劑配伍性好,使用范圍廣泛。那么阻垢分散劑的作用機(jī)理是什么呢,下面來(lái)一起了解一下。
一、螯合性
阻垢分散劑的分子能與水中離子形成螯合物,而這種螯合物往往是可溶與水的,因而阻垢分散劑在水中的加入防止了這些離子生成可沉積的化合物。有機(jī)磷酸鹽就是由于具有螯合作用,可以與Ca2+形成穩(wěn)定的螯合物。例如,EDTMPS在水溶液中能離解成8個(gè)正負(fù)離子,因而可以與多個(gè)金屬離子螯合,形成多個(gè)單體結(jié)垢大分子網(wǎng)狀配合物,松散地分散于水中。CaSO4在25度時(shí)的正常溶解度為2100mg/L,當(dāng)加入微量的ATMP后,其水溶液含有6500mg/L的CaSO4扔不致產(chǎn)生沉淀,也就是因?yàn)橛袡C(jī)磷酸鹽的加入,使有機(jī)磷酸鹽與鈣離子形成了穩(wěn)定的螯合物,使得水溶液中過(guò)飽和濃度的硫酸鈣不致沉淀。
二、分散性
阻垢分散劑都具有分散作用,其分子可以吸附在晶核或晶體粒子周圍,其極性部分面向水相,非極性部分吸附在顆粒外側(cè),這樣粒子都帶有微弱的負(fù)電荷。由于電荷排斥粒子,使粒子不易因碰撞而凝聚,也不易長(zhǎng)大。成垢粒子可以是鈣、鎂離子,也可以是由千百個(gè)CaCO3和MgCO3分子組成的成垢顆粒。分散劑是具有一定相對(duì)于分子質(zhì)量的聚合物,分散性能的高低與相對(duì)分子質(zhì)量的大小密切相關(guān)。聚合度過(guò)低,則被吸附分散的粒子數(shù)少,分散效率低;聚合度過(guò)高,則被吸附分散的粒子數(shù)過(guò)多,水體變渾濁,甚至變成絮體。與螯合作用比,分散作用是的。實(shí)驗(yàn)表明,1mg分散劑可使10-100mg的成垢粒子穩(wěn)定存在循環(huán)水中。在中高硬度水中,阻垢分散劑的分散功能起主要作用。
三、晶格歪曲作用
水垢晶體生長(zhǎng)過(guò)程中,抑制劑被吸附在結(jié)晶成長(zhǎng)格子中,此吸附作用會(huì)改變結(jié)晶正常形態(tài),而阻礙其成長(zhǎng)為較大結(jié)晶。由于晶體中吸附了阻垢分散劑分子,大大破壞了結(jié)晶的規(guī)整性,使結(jié)晶的晶體變形,導(dǎo)致水垢結(jié)晶強(qiáng)度降低,變得較為松散而易被水流沖刷,將水垢從傳熱面剝落。在高硬度水中,阻垢劑的歪曲變形性能起主要作用。
有機(jī)阻垢劑,是由于其分子中的部分官能團(tuán)通過(guò)靜電力吸附于成垢金屬鹽類正在形成的晶體表面的活性點(diǎn)上,抑制晶體增長(zhǎng),使形成的許多晶體保持在微晶狀態(tài),增加了成垢金屬鹽類在水中的溶解度。同時(shí),由于阻垢劑分子在晶體表面的吸附,晶體只能歪曲的生長(zhǎng),歪曲后的晶體與金屬表面的黏附力減弱,不易沉積于金屬表面。而未參加吸附的官能團(tuán)就會(huì)對(duì)晶體呈現(xiàn)離子性,因電荷的排斥力增大而使晶體處于分散狀態(tài)。
根據(jù)阻垢分散劑的作用機(jī)理顯示結(jié)果:阻垢分散劑在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中可有效的防止各種垢類的形成,特別對(duì)磷酸鈣的形成有,在較高溫度和堿性條件下有良好的阻垢作用,經(jīng)國(guó)家專門(mén)檢測(cè)部門(mén)鑒定和眾多用戶使用證明,其阻垢效果達(dá)98.8以上,由于該產(chǎn)品中含有足以使設(shè)備不受侵蝕的多功能緩蝕劑,在阻垢大量節(jié)約水的情況下,同時(shí)可達(dá)到設(shè)備緩蝕的作用。
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