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·1882· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷
阻碍其抑制性，少量沉淀物附着于金属表面形成钝 2.4 PAC 对碳酸钙晶体形态、结构的影响
化膜起缓蚀作用。PAC/HEDP 的阻垢、缓蚀效果均 2.4.1 PAC 对碳酸钙的抑制机理分析
略优于 PAC，原因是 PAC 与 HEDP 之间的微弱酯化 PAC 抑制碳酸钙结垢的机理见图 10。
2–
2+
2+
反应减弱 HEDP 被分解且单位膦酸基络合 Ca 能力 图 10a 表示水中 Ca 与 CO 正常结晶过程；
3
强于羧基而增强其抑制作用。由此可见，PAC 对碳 PAC 对碳酸钙的抑制过程可能存在两种途径，分别
酸钙的抑制性能优于 HEDP，且具有较好的缓蚀性 如图 10b、c 所示，图 10b 中 PAC 分子链中羧基官
2+
能，与 HEDP 复配效果较好。 能团与 Ca 络合生成络合物，通过抑制晶核生成而
起到阻垢作用，金属表面只有少量结垢出现。图 10c
中 PAC 分子链中羧基官能团与 CaCO 3 晶核络合生成
络合物，通过抑制晶体生长而达到阻垢效果，金属
表面同样只有少量结垢出现。由此可见，PAC 对碳
酸钙的抑制机理主要是利用羧基官能团抑制晶核生
成和晶体生长来达到阻垢目的。因为 PAC 分子链中
有多个羧基官能团和较长的碳链，该碳链亦能抑制
晶核生成和晶体生长，因此，说明 PAC 对碳酸钙具
有较好的抑制性能。
2.4.2 AFM 对碳酸钙晶体的形态分析
图 9 3 种阻垢剂对 CaCO 3 和铜片的阻垢缓蚀性能
Fig. 9 Scale inhibition performances of three inhibitors 空白试样和投加 PAC 时 CaCO 3 晶体的形貌特征
against CaCO 3 and copper 见图 11。
图 10 抑制机理示意图
Fig. 10 Schematic diagram of inhibition mechanism
a—空白试样；b—投加 PAC
图 11 CaCO 3 晶体形态
Fig. 11 Morphology of CaCO 3 crystals
图 11a 中出现较多碳酸钙晶体，晶体呈粒状， 形体均一，尺寸较小且不聚集。由此，说明 PAC 改
结构紧实，棱线清晰，尺寸较大且不均，晶体间有 变了碳酸钙晶体的形态，改变途径可能有两种：一
2+
聚集。图 11b 中仅有少量碳酸钙晶体，晶体呈球状， 种是 PAC 中羧基官能团与 Ca 络合，抑制了晶核生
