Page 136 - 《精细化工》2019年第11期

·2284· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

表 3 验证实验结果 属表面的接触。这种膜属于吸附型膜，当药剂浓度
Table 3 Result of verification experiments 增加时，分子之间存在明显的吸附竞争，导致缓蚀
阻垢剂类型 阻垢率Ⅰ/% 阻垢率Ⅱ/% 平均阻垢率/% 效果减弱。同时，3 种 β-PASP 呈现相似的趋势，由图
EBA-PASP 100.0 100.0 100.0
可知，3 种改性 PASP 最佳的质量浓度为 5 mg/L 左右。
EAA-PASP 100.0 100.0 100.0
此外，在药剂质量浓度均为 5 mg/L 时，进一步
DEM-PASP 84.4 82.4 83.4 对比了 3 种 β-PASP 和 PASP 的年腐蚀率 [16] 。如图
13 所示，3 种 β-PASP 的年腐蚀率均低于改性前
2.4 β-PASP 的性能研究
PASP，说明通过 β-二羰基化合物在 PASP 侧链引入羧
2.4.1 β-PASP 的阻垢性能
基、苯环后可以在一定程度上提高 PASP 对 A3 碳钢
如图 11 所示，考察了最佳条件下 β-PASP 的阻
的缓蚀效果。其进一步的机理和相关的其他研究工
垢性能，随着其使用浓度的增加，它们对碳酸钙的
作正在继续进行中。
阻垢率均呈现增大的趋势。在药剂质量浓度为 8 mg/L

时，EAA-PASP 和 EBA-PASP 的阻垢率都增加到
100%，DEM 的阻垢率在质量浓度为 10 mg/L 时也
达到了 100%。原因是药剂浓度增加可导致水中羧基
和氨基等活性官能团的数量增多，这些活性基团能
2+
够与水中 Ca 吸附并形成稳定的可溶性螯合物，阻
–
2+
碍了 Ca 与 HCO 3 的有效碰撞，使得生成 CaCO 3 垢
的可能性减小。当药剂质量浓度超过 10 mg/L 后，3
种阻垢剂的阻垢率不再增加。其原因是药剂浓度超
过其最佳使用浓度后，它们在溶液中主要起到吸附
与架桥的作用，加速了溶液中细小颗粒的絮凝沉淀，
致使产品阻垢性能减弱 [14] 。这也说明 β-二羰基化合物
改性 PASP 在使用中存在阈值效应。因此，β-PASP
的最佳使用质量浓度为 8~10 mg/L。

a—药剂质量浓度对 A3 碳钢腐蚀速率的影响；b—药剂质量浓度
对 A3 碳钢缓蚀性能的影响
图 12 β-PASP 阻垢剂的缓蚀性能与加药量关系图
Fig. 12 Relationship between corrosion inhibition performance
and dosage of β-PASP scale inhibitor

图 11 β-PASP 阻垢剂质量浓度对阻垢率的影响
Fig. 11 Effect of β-PASP scale inhibitor mass concentration
on the scale inhibition rate

2.4.2 β-PASP 的缓蚀性能
在水浴温度 45 ℃，运行时间 72 h 的条件下，
分别考察了 3 种 β-PASP 阻垢剂的加药量变化与 A3
碳钢腐蚀过程之间的关系。年腐蚀速率和缓蚀率随
加药量的变化规律如图 12 所示。
由图 12 可以看出，加药量增加时金属的腐蚀过

程有所加剧。其原因是 β-PASP 分子中的氨基、羧基
图 13 3 种 β-PASP 与 PASP 缓蚀性能对比图
等极性基团能通过配位作用在金属表面吸附成膜，
Fig. 13 Comparison of corrosion inhibition performance of
其分子中疏水的碳链阻止了水分子和去极化剂与金 three β-PASP and PASP