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为解决工业循环冷却水系统的腐蚀和结垢问题,同时避免含磷水处理剂的使用对水体和环境造成污染,本文以聚环氧琥珀酸(PESA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、钼酸钠、木质素磺酸钠、氯化锌为主要原料进行复配,得到无磷的、环保型复合缓蚀阻垢剂。本文以马来酸酐为原料,按照一步合成法合成了PESA,通过分析合成PESA的影响因素以对其性能进行优化。同时,本文通过正交实验对复合无磷缓蚀阻垢剂中各组分的投加浓度进行优化,以获得复合无磷缓蚀阻垢剂最佳配方。采用旋转挂片腐蚀实验法和碳酸钙沉积法分别对复合无磷缓蚀阻垢剂的缓蚀和阻垢性能进行了测定,并分析了复合无磷缓蚀阻垢剂的环境和经济效益。并采用电化学方法、X-射线衍射(XRD)方法和扫描电镜(SEM)方法初步研究了复合无磷缓蚀阻垢剂的缓蚀及阻垢机理。结果表明,在一定水质条件下,合成的PESA的阻垢率可达到80%以上,并可使腐蚀速率降至0.06mm/a左右。当复合无磷缓蚀阻垢剂的投加浓度为30mg/L,复合无磷缓蚀阻垢剂配方中各组分的最佳浓度为10mg/L的PESA、8mg/L的PAAS、3mg/L的钼酸钠、6mg/L的木质素磺酸钠、3mg/L的氯化锌时,复合无磷缓蚀阻垢剂的缓蚀率和阻垢率分别可达到91%和93%以上。通过相关经济技术指标的对比,本复合无磷缓蚀阻垢剂的性价比与磷系缓蚀阻垢剂WT-304C相当。在作用机理方面,本复合无磷缓蚀阻垢剂是一种以抑制阳极极化为主的缓蚀阻垢剂；同时,复合无磷缓蚀阻垢剂在碳钢表面有吸附作用,使碳钢表面形成了一层保护膜,从而有效的抑制了碳钢的腐蚀,其在A3碳钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附模型。此外,该复合无磷缓蚀阻垢剂的加入破坏了CaCO3晶体规则的菱面形形状和CaCO3晶面生长的完整程度,对CaCO3晶体的生长起到了抑制作用。