复合配方中各组分的活性及协同效应

　

晶种法

加晶种于过饱和溶液中的方法。用该法测定了有机膦酸PBTCA(22膦酸丁烷21 ,2 ,42三羧酸) 和丙烯酸/马来酸共聚物(AA/MA)对CaCO3晶体的结晶生长动力学影响,得到了不加阻垢剂及加阻 垢剂两种条件下的结晶生长反应速率常数。结果表明,有机膦酸PBTCA和共聚物(AA/MA) 都能明显地阻止溶液中CaCO3 在晶种表面结晶生长。 PBTCA 阻垢机理主要是其对CaCO3 晶种表面具有单分子化学吸附作用,从而抑制了CaCO3 结晶生长,而AA/MA 在CaCO3 晶种表面的化学吸附作用不显著,说明其阻垢机理与有机膦酸有区别。

测定晶核生成速度常数和晶粒长大速度常数法

测定了不加及加入聚合物(聚丙烯酰胺)两种条件下,不同温度时CaCO3 结晶过程中,晶核生成和晶粒长大的速度及活化能。研究发现:聚合物的存在明显阻抑了CaCO3 的结晶沉淀过程。当 加入80mg/L聚合物时,CaCO3 晶核生长速度和晶粒长大速度常数都比无聚合物存在时小了近一个数量级。有聚合物存在时,活化能较无聚合物时 大1倍,表明聚合物阻止CaCO3 结晶过程主要是:使CaCO3 过饱和溶液粘度增大,离子迁移速度变慢,而晶粒长大是靠离子迁移聚积而成的;其次聚合物在微晶上吸附,这种覆盖作用也阻抑了其结晶沉淀过程。

鼓泡法

鼓泡法是静态碳酸钙沉淀法的改进。研究了有机膦酸HDTMP(己二胺四甲叉膦酸) 与HEDP、HDTMP与MA/AA(马来酸/ 丙烯酸共聚物) 以及 HDTMP 与HMP(六偏磷酸钠)3种类型二元复合阻垢剂的阻垢性能。结果发现,同系类的有机膦酸HDTMP与HEDP、有机膦酸HDTMP 与无机磷酸HMP组成的复合阻垢剂在阻垢性能上,基本 上呈现出加和效应而没有明显的协同效应;其次复合阻垢剂HDTMP与MA/AA的协同效应要在阻垢剂达到一定浓度后才能很好地表现出来。

动态热阻法

小型动态热阻试验法可以测定污垢热阻和沉积速率,比静态碳酸钙沉淀法更能准确地反映出药剂的阻垢性能。通过对比无机磷酸盐STPP(三聚磷酸钠) 、有机膦酸EDTMP (乙二胺四甲叉膦 酸) 和DETPMP(二乙烯三胺五甲叉膦酸) 、共聚物HPMA(水解聚马来酸酐) 和PAAS(聚丙烯酸钠) ,几种阻垢剂在复合前后阻垢性能的变化,对药剂间的协同效应进行了研究和机理分析。提出了有机膦酸与聚羧酸(盐) 之间的协同效应,是复合药剂能同时抑制晶体生长及颗粒沉积两个结晶子过程。其次,聚合磷酸盐与聚羧酸(盐) 复合后的增效作用不大,与聚合磷酸盐的水解有很大关系; 聚合磷酸盐与有机膦酸的结构类似、作用相似,这是两者之间缺乏协同效应的主要原因。