聚天冬氨酸的改性及缓蚀阻垢性能研究进展.doc

聚天冬氨酸的改性及缓蚀阻垢性能研究进展 长江大学(自然科学版)2011年1月第8卷第1期 JournalofYangtzeUniversityNatSciEdit)Jan.2011,Vo1.8No.1 doi:10.3969/j.issn.1673～1409.2011.O1.041 聚天冬氨酸的改性及缓蚀阻垢性能研究进展 明强,刘丹丹,郭庆时,邓何(长江大学机械工程学院,湖北荆州434023) [摘要]聚天冬氨酸是一种可生物降解的高分子材料,具有良好的缓蚀阻垢性能.介绍了聚天冬氨酸的缓 蚀阻垢机理,并着重阐述了近年来聚天冬氨酸的改性以及缓蚀阻垢性能的研究进展. [关键词]聚天冬氨酸;改性;缓蚀;阻垢 [中图分类号]TQO854[文献标识码]A[文章编号]1673—1409(2011)01—0118—04 1聚天冬氨酸的缓蚀阻垢机理 1)缓蚀机理目前软硬酸碱理论可以解释无机缓蚀剂,但对于有机缓蚀剂缓蚀机理的研究大多处 于初步阶段,对聚天冬氨酸(PASP)缓蚀作用机理很多都是采用膜的理论来进行假说Eli.聚天冬氨酸 的分子结构是一种水溶性的大分子多肽链,以肽键(～C()_一NH一)来增长肽链.当平均分子量太小时聚 天冬氨酸在金属表面为竖直吸附,只有增加聚天冬氨酸的浓度时,缓蚀剂才会在金属表面形成一层保护 膜,但PASP的平均分子量增大后,聚天冬氨酸分子存在有孤对电子的氮,氧原子基团.此时PASP分子 将会吸附在金属的表面,即使使用低剂量的缓蚀剂,由于分子吸附在金属表面,缓蚀效果会明显的提高. 2)阻垢机理PASP不仅能和水溶液中的Ca2,Mg抖,Ba抖等离子形成稳定的络合物,降低了 Ca等离子的浓度,使水中析出CaCO.等沉淀的可能性减小,同时还能和已形成CaCO.等小晶体中的 Ca抖等离子作用,发生物理吸附和化学吸附过程,使微晶体表面形成双电层,微晶体间就存在静电斥 力,从而阻碍了他们之间的碰撞和形成大晶体,也阻碍了他们和金属传热面之间的碰撞和形成垢层,这 种作用成为凝聚作用.当这种吸附产物碰到其他的PASP分子时,会把已吸附的粒子交给其他PASP, 最终呈现平均分散的状况,这称之为PASP的分散作用.从而有效地抑制了垢层的形成和增长.PASP 不仅有凝聚和分散作用,还能使结晶在生长过程中发生晶格歪曲,使生成的垢层不是硬垢而是软垢,而 软垢很易被水冲刷掉.因为PASP对Ca等离子的螯合作用使按严格次序排列的CaCO.等结晶不能再 继续按正常规则增长了,产生的只是非结晶颗粒J. 2聚天冬氨酸的缓蚀阻垢性能 1)缓蚀性能KathieB[研究发现,PASP能与Ca一,Mg抖,Cu抖,Fe以及Fe等多种离子 形成螯合物,附着在金属表面抑制腐蚀.且PASP和其盐类对COz的腐蚀也具有良好的抑制作用.贾 艳霞s在酸性环境下,采用电化学交流阻抗技术研究PASP对铜的缓蚀作用,研究表明PASP对铜的缓 蚀效率随浓度的增加而增加,随着温度的升高而降低.刘英华在中性环境中,利用阻抗测试技术,采 用极化曲线外推法,线性极化电阻法,交流阻抗法,研究PASP对45#碳钢的缓蚀效果,研究表明 PASP是以抑制阳极腐蚀为主的缓蚀剂;随着PASP浓度的增加,缓蚀率增加.马虹L8对溶液的pH 值,Caz+浓度和Fez+浓度对PASP缓蚀性能的影响进行了研究.PASP缓蚀性能效果最佳的pH范围是 5.5～6.5;溶液中Ca浓度的增加有助于缓蚀效果的增强,但在低pH值下,这种增强效果减弱;溶 液中Fez+浓度的增加在初始时消弱了PASP的缓蚀性能,经过一段时间后,PASP的缓蚀性能又逐渐 恢复,这说明Fe.存在延缓了PASP缓蚀作用的发挥. [收稿日期]2o10—10—26 [基金项目]国家大学生创新实验计划项目(091048933);长江大学博士启动基金项目;长江大学机械学院青年基金项目. [作者简介]明强(1987一),男,2007年大学入学,现主要从事高分子改性方面的学习工作. 第8卷第1期明强等:聚天冬氨酸的改性及缓蚀阻垢性能研究进展 2)阻垢性能国外的QUAN和Koskan[9,1o]对聚天冬氨酸的作为绿色阻垢剂的应用做了深入的研 究,国内的朱志良等用静态阻垢法研究了阻垢性能,表明PASP具有优良的阻CaCOs,CaSOt和 BaSO垢的性能,其中相对分子质量lt;2000聚天冬氨酸对碳酸钙和硫酸钡的阻垢性能差,但对硫酸钙 的阻垢效果相对较好.霍宇凝等m利用测量电极电位的方法,研究了聚天冬氨酸对碳酸钙的结晶过程. 聚天冬氨酸对碳酸钙晶核的成长具有较大的抑制作用.国内的其他学者n.更是对聚天冬氨酸的合成, 结构,阻垢性能及可生物降解性能等方面做了大量研究. 3对聚天冬氨酸的改性研究 与现有的工业用缓蚀阻垢剂产品相比,聚天冬氨酸的缓蚀阻垢性能并不具有优势.目前