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自然界的水体中普遍含有溶解的硅酸盐或胶体二氧化硅,而这些硅化合物可能引起工业设备上硅垢的形成。硅酸盐作为冷却水系统中的碳钢缓蚀剂,具有无毒、价廉、耐氯离子点蚀等优点,但在工业上很少应用,因此,开发抑制硅垢的化学品具有很好的应用前景。
本文对含醚共聚物对硅垢抑制作用的研究现状及作用机理进行了综述。合成了含不同比例的乙烯基异丁醚(VIBE)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)等单体的系列聚合物,用静态阻垢法对其抑制碳酸钙、磷酸钙、氧化铁和锌盐等性能进行了评价,并用静态阻垢法研究其在各种条件对硅垢的抑制作用,结果表明:
(1)随着含醚磺酸基聚合物的浓度增加,它们对碳酸钙、磷酸钙的阻垢作用增大,表现出阻垢剂的“临界值效应”,且随着含醚单体的比例增大,对碳酸钙的抑制作用增加。
(2)随着含醚基磺酸基聚合物的浓度增加,其对氧化铁和锌盐的分散作用增大;含醚磺酸聚合物对氧化铁和锌盐的分散性能明显要优于 AA/AMPS/HPA聚合物。
(3)合成的聚合物中,单体从:AMPS:VIBE的比例为6:0:4的阻硅效果最好,证明含醚基越多,阻硅效果越好,醚基具有较好的分散性。
(4)随着药剂浓度的增加,合成聚合物对可溶性硅的抑制作用增大,但增加到50mg/L后阻硅效果增加就不明显了,表现出明显的“槛值”效应;
(5)在较低浓度时,含醚聚合物、ATMP和磺酸盐共聚物对可溶性硅的抑制作用大小顺序为:ATMP>合成聚合物>磺酸盐共聚物而高浓度时,三种抑制剂的作用大小顺序为:合成聚合物>ATMP>磺酸盐共聚物
(6)含醚聚合物与ATMP联合使用后,具有较好的分散能力和螯合能力,阻硅垢能力增强。
(7)加入含醚聚合物后的硅垢呈现明显的颗粒化趋势,XRD证明其对二氧化硅垢有较好的抑制效果,阻MgSiO3的作用大小顺序有:含醚聚合物<ATMP<ATMP+含醚聚合物。