表面活性物质对HPMA阻垢缓蚀性能的影响

Posted 2023-01-13 浓度

篇首语：获取生活中最丰硕果实和最大享受的秘密在于，冒险犯难地生活！本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了表面活性物质对HPMA阻垢缓蚀性能的影响相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1 引言
HPMA(水解聚马来酸酐)作为一种低分子量聚电解质，由于具有较高化学稳定性和热稳定性，且在较高温度下仍能保持良好的阻垢效果，近年来在工业水处理研究中倍受关注，但单独使用时会受到一些条件的限制，因此水处理采用复合配方已成为目前研究的重点。表面活性物质具有良好的分散和稳定作用，近年来，已经被引入水处理剂中，但作为添加剂，在水处理当中应用研究很少〔6〕。本文主要研究了高温条件下表面活性物质的引入对HPMA阻垢、缓蚀性能的影响。
2 实验
用CaCl2(分析纯)，NaHCO3(分析纯)和去离子水配制含Ca2+、HCO-3浓度为250mg/L的溶液，将其置于100℃水浴中，恒温4h，用去离子水调整浓缩倍数为15倍，取100mL用EDTA滴定剩余硬度法测量阻垢率。将定量的HPMA、异丙醇、葡萄糖酸钠按不同配比加入一定量的配制水中，通过EDTA滴定剩余硬度法，分别测定阻垢性能。缓蚀率的测定是采用标准(50mm×25mm×2mm)A3钢片，经过打磨、抛光、脱脂处理后，分别浸泡在一定量的未加药剂和加药剂的配制水中，100℃保温24h，取出样品处理，干燥、脱脂，用静态失重法测量均匀腐蚀率，从而计算得缓蚀率。
3 结果与讨论
3.1 阻垢实验
图1为Ca2+、HCO-3浓度为250mg/L，浓缩倍数为15倍时，HPMA浓度与阻垢率之间的关系。从图1可以看出，随着HPMA浓度的增加，阻垢率也逐渐增大，当HPMA浓度为10mg/L时，阻垢率最大为725%。

图2为HPMA浓度为10mg/L时，异丙醇、葡萄糖酸钠的浓度与阻垢率之间的关系。由图2可知，当异丙醇浓度增加时，阻垢率也随之增大，但当异丙醇浓度达到0.9mg/L后又开始下降，这可能是因为HPMA是一种阴离子阻垢剂，起阻垢作用的主要是羧酸根离子，异丙醇能够促进HPMA的离解过程，但加入量过多时，就使反应逆向进行，羧酸根离子反而减少，阻垢率下降。葡萄糖酸钠的浓度与阻垢率之间的关系，随着葡萄糖酸钠浓度的增加，阻垢率先升后降，最大值为76.0%，葡萄糖酸钠浓度为0.4mg/L，比异丙醇的最佳阻垢率小，这主要是因为葡萄糖酸钠的空间位阻较大，与Ca2+形成配合物较难。因此，相对来说，阻垢率较低。图3为异丙醇浓度为0.9mg/L时，HPMA的浓度与阻垢率之间的关系，当HPMA浓度为9.0mg/L时，阻垢率最大为79.0%，比HPMA单独使用时，用量减少了10%，阻垢率提高了将近7%。图4为HPMA浓度为9.0mg/L，异丙醇浓度为0.9mg/L时，葡萄糖酸钠的浓度与阻垢率之间的关系，从图4可以看出，曲线呈先降后升，再降的趋势，阻垢率最大值为78.1%，比HPMA与异丙醇复合使用时低将近1%，这可能是因为两种表面活性物质的阻垢机理有相似之处，因此存在干扰，曲线呈现波浪走向。
3.2 缓蚀实验
图5为异丙醇浓度为0.9mg/L时，HPMA的浓度与缓蚀率的关系，随着HPMA浓度的增加，缓蚀率也逐渐增大，当HPMA浓度为9.0mg/L时，缓蚀率达到了最大值为753%。与不加表面活性物质相比，提高了5%左右。图6为HPMA浓度为9.0mg/L，异丙醇浓度为0.9mg/L时，葡萄糖酸钠的浓度与缓蚀率的关系，曲线呈上升趋势，但与图6相比，加入葡萄糖酸钠后，缓蚀率反而降低，这可能是因为葡萄糖酸钠的加入量太少，未达到临界胶束浓度，从电化学的角度分析，它与Fe2+形成了可溶性配合物，促进了碳钢的样机溶解，而使致钝电流增大，反而使碳钢腐蚀严重。

3.3 Ca2+浓度与阻垢率的关系
图7为HPMA浓度为9.0mg/L，异丙醇浓度为0.9mg/L时，Ca2+浓度与阻垢率的关系。随着Ca2+浓度的增加，阻垢率也随之增加。
4 结论
表面活性物质能够明显改善HPMA的阻垢缓蚀性能，并能降低HPMA的用量。