明 强,刘丹丹,郭庆时,邓 何

(长江大学机械工程学院,湖北荆州434023)

1 聚天冬氨酸的缓蚀阻垢机理

1)缓蚀机理 目前软硬酸碱理论可以解释无机缓蚀剂,但对于有机缓蚀剂缓蚀机理的研究大多处于初步阶段,对聚天冬氨酸 (PASP)缓蚀作用机理很多都是采用膜的理论来进行假说[1]。聚天冬氨酸的分子结构是一种水溶性的大分子多肽链,以肽键(—CO—NH—)来增长肽链。当平均分子量太小时聚天冬氨酸在金属表面为竖直吸附,只有增加聚天冬氨酸的浓度时,缓蚀剂才会在金属表面形成一层保护膜,但PASP的平均分子量增大后,聚天冬氨酸分子存在有孤对电子的氮、氧原子基团。此时PASP分子将会吸附在金属的表面,即使使用低剂量的缓蚀剂,由于分子吸附在金属表面,缓蚀效果会明显的提高。

2)阻垢机理 PASP不仅能和水溶液中的Ca2+、Mg2+、Ba2+等离子形成稳定的络合物,降低了Ca2+等离子的浓度,使水中析出CaCO3等沉淀的可能性减小,同时还能和已形成CaCO3等小晶体中的Ca2+等离子作用,发生物理吸附和化学吸附过程,使微晶体表面形成双电层,微晶体间就存在静电斥力,从而阻碍了他们之间的碰撞和形成大晶体,也阻碍了他们和金属传热面之间的碰撞和形成垢层,这种作用成为凝聚作用。当这种吸附产物碰到其他的PASP分子时,会把已吸附的粒子交给其他PASP,最终呈现平均分散的状况,这称之为PASP的分散作用。从而有效地抑制了垢层的形成和增长。PASP不仅有凝聚和分散作用,还能使结晶在生长过程中发生晶格歪曲,使生成的垢层不是硬垢而是软垢,而软垢很易被水冲刷掉。……