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緩蝕阻垢劑簡述
緩蝕阻垢劑即存在工業(yè)鍋爐水或循環(huán)水等一些水體中防止水體產(chǎn)生水垢和抑制設(shè)備腐蝕（或減緩腐蝕)的一類功能性藥劑。
其中主要有3個部分：
1.阻垢部分
是具有能分散水中的難溶性無機鹽、阻止或干擾難溶性無機鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能，并維持金屬設(shè)備有良好的傳熱效果的一類藥劑。從作用機理上來講，阻垢劑的作用可分為鰲合、分散和晶格畸變?nèi)糠�。且�?/SPAN>實驗室評定試驗中，分散作用是鰲合作用的補救措施，晶格畸變作用是分散作用的補救措施。
由中心離子和某些合乎一定條件的同一多齒配位體的兩個或兩個以上配位原子鍵合而成的具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物的過程稱為螯合作用。一般來講，1 mg螯合劑只能螯合不足0.5 mgCaCO3垢。若需將總硬為500ppm的鈣鎂離子穩(wěn)定在循環(huán)水系統(tǒng)中，所需的螯合劑為l000ppm，這種投加量在經(jīng)濟上是無法承受的。由此可見，阻垢劑螯合作用的貢獻(xiàn)只是其中很小一部分。但在中低硬度水中，起重要作用的仍是阻垢劑的螯合作用。
分散作用是阻止成垢粒子間的相互接觸和凝聚，從而可阻止垢的生長。成垢粒子可以是鈣、鎂離子，也可以是由千百個CaCO3和MgCO3分子組成的成垢顆粒，還可以是塵埃、泥沙或其他水不溶物。分散劑是具有一定相對分子質(zhì)量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低與相對分子質(zhì)量(或聚合度)的大小密切相關(guān)。聚合度過低，則被吸附分散的粒子數(shù)少，分散效率低;聚合度過高，則被吸附分散的粒子數(shù)過多，水體變渾濁，甚至形成絮體(此時的作用與絮凝劑相近)。與螯合作用相比，分散作用是高效的。實驗表明，1 mg分散劑可使10一100 mg的成垢粒子穩(wěn)定存在于循環(huán)水中，在中高硬度水中，阻垢劑的分散功能起主要作用。
2.緩蝕劑成分
緩蝕劑，以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境（介質(zhì)）中時，可以防止或減緩材料腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物，因此緩蝕劑也可以稱為腐蝕抑制劑。它的用量很小(0.1％～1％)，但效果顯著。這種保護(hù)金屬的方法稱緩蝕劑保護(hù)。緩蝕劑用于中性介質(zhì)（鍋爐用水、循環(huán)冷卻水）、酸性介質(zhì)（除鍋垢的鹽酸，電鍍前鍍件除銹用的酸浸溶液）和氣體介質(zhì)（氣相緩蝕劑）。
緩蝕劑根據(jù)分類的角度不同有不同的類別，我就以生成膜的保護(hù)類型進(jìn)行分類：
除了中和性能的水處理劑，大部分水處理用的緩蝕劑的緩蝕機理是在與水接觸的金屬表面形成一層將金屬和水隔離的金屬保護(hù)膜，以達(dá)到緩蝕目的。根據(jù)緩蝕劑形成的保護(hù)膜的類型，緩蝕劑可分為氧化膜型、沉積膜型和吸附膜型緩蝕劑。
①氧化膜型緩蝕劑鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、正磷酸鹽、硼酸鹽等均被看作氧化膜型緩蝕劑。鉻酸鹽和亞硝酸鹽都是強氧化劑，無需水中溶解氧的幫助即能與金屬反應(yīng)，在金屬表面陽極區(qū)形成一層致密的氧化膜。其余的幾種，或因本身氧化能力弱，或因本身并非氧化劑，都需要氧的幫助才能在金屬表面形成氧化膜。由于這些氧化膜型緩蝕劑是通過阻抑腐蝕反應(yīng)的陽極過程來達(dá)到緩蝕的，這些陽極緩蝕劑能在陽極與金屬離子作用形成氧化物或氯氧化物。沉積覆蓋在陽極上形成保護(hù)膜，以鉻酸鹽為例，它在陽極反應(yīng)形成Cr(OH)3和Fe(OH)3，脫水后成為CrO3和Fe2O3的混合物（主要是γ-Fe2O3）在陽極構(gòu)成保護(hù)膜。因此有時又被稱作陽極型緩蝕劑或危險型緩蝕劑，因為它們一旦劑量不足（單獨緩蝕時，處理1L水，所需劑量往往高達(dá)幾百、甚至過千毫克）就會造成點蝕，使本來不太嚴(yán)重的腐蝕問題，反而變得更加嚴(yán)重。氯離子、高溫及高的水流速都會破壞氧化膜，故在應(yīng)用時，要根據(jù)工藝條件，適當(dāng)改變緩蝕劑的濃度。硅酸鹽也可粗略地歸到這一類里來，因為它主要也是通過阻抑腐蝕反應(yīng)的陽極過程來達(dá)到緩蝕的。但是，它不是通過與金屬鐵本身、而可能是由二氧化硅與鐵的腐蝕產(chǎn)物相互作用，以吸附機制來成膜的。
②沉淀膜型緩蝕劑鋅的碳酸鹽、磷酸鹽和氫氧化物，鈣的碳酸鹽和磷酸鹽是最常見的沉淀膜型緩蝕劑。由于它們系由鋅、鈣陽離子與碳酸根、磷酸根和氫氧根陰離子在水中、于金屬表面的陰極區(qū)反應(yīng)而沉積成膜，所以又被稱作陰極型緩蝕劑。陰極緩蝕劑能與水中有關(guān)離子反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在陰極沉積成膜；以鋅鹽為例，它在陰極部位產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀，起保護(hù)膜的作用。鋅鹽與其他緩蝕劑復(fù)合使用可起增效作用，在有正磷酸鹽存在時，則有Zn3(PO4)2或(Zn,Fe)3(PO4)2沉淀出來并緊緊粘附于金屬表面，緩蝕效果更好。在實際應(yīng)用中，由于鈣離子、碳酸根和氫氧根在水中是天然地存在的，一般只需向水中加入可溶性鋅鹽（例如：硝酸鋅、硫酸鋅或氯化鋅，提供鋅離子）或可溶性磷酸鹽（例如：正磷酸鈉或可水解為正磷酸鈉的聚合磷酸鈉，提供磷酸根），因此，通常就把這些可溶性鋅鹽和可溶性磷酸鹽叫作沉積膜型緩蝕劑或陰極型緩蝕劑。這樣，可溶性磷酸鹽（包括聚合磷酸鹽）就既是氧化膜型緩蝕劑，又是沉積膜型緩蝕劑。另外，一些含磷的有機化合物，如有機磷酸（鹽）、有機磷酸酯和有機磷羧酸，也可歸到這類緩蝕劑中，大約與其最終能水解為正磷酸鹽不無關(guān)系。由于沉淀型緩蝕膜沒有和金屬表面直接結(jié)合，而且是多孔的，往往出現(xiàn)在金屬表面附著不好的現(xiàn)象，緩蝕效果不如氧化型膜。
③吸附膜型緩蝕劑吸附膜型緩蝕劑多為有機緩蝕劑，它們具有極性基因，可被金屬的表面電荷吸附，在整個陽極和陰極區(qū)域形成一層單分子膜，從而阻止或減緩相應(yīng)電化學(xué)的反應(yīng)。如某些含氮、含硫或含羥基的、具有表面活性的有機化合物，其分子中有兩種性質(zhì)相反的基團；親水基和親油基。這些化合物的分子以親水基（例如，氨基）吸附于金屬表面上，形成一層致密的憎水膜，保護(hù)金屬表面不受水腐蝕。牛脂胺、十六烷胺和十八烷胺等這些被稱作“膜胺”的胺類，就是水處理中常見的吸附膜型緩蝕劑。巰基苯并噻唑、苯并三唑和甲基苯并三唑這些唑類，是有色金屬（尤其是銅）的理想緩蝕劑。它們雖然與銅金屬本身作用成膜，但與上述典型的氧化膜型緩蝕劑不同，不是通過氧化，而是通過與金屬表面的銅離子形成絡(luò)合物，以化學(xué)吸附成膜的。當(dāng)金屬表面為清潔或活性狀態(tài)時，此類緩蝕劑能形成緩蝕效果令人滿意的吸附膜。但如果金屬表面有腐蝕產(chǎn)物或有垢沉積的情況下，就很難形成效果良好的緩蝕膜，此時可適當(dāng)加入少量表面活性劑，以幫助此類緩蝕劑成膜。
3.殺菌滅藻劑成分
主要是利用生物學(xué)原理（切斷蛋白質(zhì)連接、封閉窒息... ...）殺死藻類、菌類以達(dá)到消除的目的，目前循環(huán)水系統(tǒng)容易發(fā)生菌藻問題，也大量需要各種優(yōu)質(zhì)高效的殺菌滅藻劑。
循環(huán)冷卻水體中細(xì)菌主要有異養(yǎng)菌、自養(yǎng)菌、霉菌、酵母菌等。即以有機物為碳源的細(xì)菌都稱為異養(yǎng)菌，自養(yǎng)菌是以二氧化碳，碳酸鹽作為碳源的細(xì)菌。霉菌、酵母菌是不能進(jìn)行光合作用的真核生物。菌類主要危害表現(xiàn)在產(chǎn)生粘泥沉積覆蓋在換熱器中換熱管及相關(guān)流體管壁，降低冷卻水冷卻作用，增加運行成本。真菌對金屬并沒有直接的腐蝕性，但它產(chǎn)生的粘狀沉積物會在金屬表面建立差異腐蝕電池而引起金屬的腐蝕，并且粘狀沉積物覆蓋在金屬表面，加快金屬的點腐蝕而形成銹垢。
藻類對循環(huán)水體的危害在于死亡的藻類會變成冷卻水系統(tǒng)中懸浮物和沉積物。在換熱器中，為細(xì)菌和霉菌提供食物。藻類形成的團塊進(jìn)入換熱器中后，會堵塞換熱器中的管路，降低冷卻水的流量，從而降低冷卻水的冷卻效果。生成的沉積物所覆蓋的金屬表面則由于形成差異腐蝕電池而常會發(fā)生垢下腐蝕。
除粘滅藻劑，對換熱管壁的微生物粘泥進(jìn)行保護(hù)性剝離清除，提高換熱設(shè)備換熱效能。