1.3 靜態阻垢性能測定

PAA、ATMP、IDPA(Ⅰ, Ⅱ)的靜態阻垢性能測定結果列於表3。表4是複合配方的靜態阻垢性能測定結果。

試驗條件：Ca²⁺ 100mg/l, HCO₃⁻ 400mg/l，在75±1℃恒溫水槽中保溫24小時。

試驗條件：同表3。

1.4 緩蝕性能測定

ATMP、IDPA(Ⅰ)、IDPA(Ⅱ)的緩蝕性能測定結果示於表5。複合配方的緩蝕性能測定結果示於表6。

水質條件：Ca²⁺(22~28mg/l), Mg²⁺(6mg/l), HCO₃⁻(95mg/l), Cl⁻(8~12mg/l)，SO₄²⁻(20mg/l)。水溫45±1℃，自然pH值，A₃鋼試片，試驗時間96小時。

2 結果與討論

表麵張力的大小反映液體表麵分子之間的相互作用，表麵張力降低，取決於表麵活性劑分子從溶液內部對表麵分子的取代。由表1可看出，由於PAA這種水穩藥劑吸附在溶液表麵上，使水的表麵張力降低，隨濃度增加，表麵張力減小。

PAA的結構為憎水的[-CH₂-CH]ₙ和親水的-COOH基團組成。表麵親水端保留在水中，憎水端突出集中於界麵，產生顯著的吸附作用。PAA的吸附是正吸附，很大程度上降低了表麵張力，表現出較好的活性，從而具有較好的潤濕、去汙，使汙垢分散的性能。

PAA在溶液中可離解成負電荷的陰離子，它們吸附在CaCO₃的微晶上使其難於按一定排列順序結晶長大，使晶格發生畸變。由於在生成的CaCO₃晶體的點陣中摻有相當大分子的聚合物PAA，防止在金屬表麵生成致密的垢。從表3可看出，PAA是一種較好的阻垢劑。

有機多元膦酸化合物ATMP、IDPA都具有穩定的(C-P)鍵，可抑製CaCO₃的析出，具有較好的阻垢性能。從表2看出，加入Ca²⁺和HCO₃⁻離子的ATMP和IDPA溶液具有較低值的表麵張力。ATMP和IDPA有較好的表麵活性，ATMP在40mg/l左右表麵張力較低，IDPA在40mg/l左右表麵張力也較低。

ATMP和IDPA含有同一種甲叉膦酸基團，具有兩個負電荷的能力，它們本身就是螯合劑，能以一個以上的配位鍵與陽離子結合，故阻垢性能較好。ATMP和IDPA在40mg/l左右其阻垢率分別達到70%和60%以上。

從實驗中看出，加入Ca²⁺、HCO₃⁻離子的ATMP溶液的表麵張力值比未加入Ca²⁺、HCO₃⁻離子的表麵張力值高，說明螯合前具有更強的表麵活性。

IDPA水質穩定劑雖尚未廣泛應用，但作為一步合成的產品就有較好的阻垢性能和緩蝕性能，因而是很有生命力的。在自然pH值下，ATMP在20~30mg/l時緩蝕率達95%，60mg/l以上時試片上出現彩色條紋的保護膜；IDPA在20mg/l時緩蝕率達97%，60mg/l以上時試片上出現彩色條紋的保護膜。

有機多元膦酸化合物起緩蝕作用時，其分子在金屬表麵產生了物理吸附和化學吸附且在金屬表麵形成保護膜，使具有腐蝕性的Cl⁻離子不易接觸到金屬表麵，從而保護了金屬表麵。

Zn²⁺、HEDP複合具有增效作用，可增強緩蝕效果。與單一配方相比，其用量可大大減少，從而可評選出較佳的複合配方。

從以上實驗結果看出，表麵活性劑的表麵張力與阻垢性能、緩蝕性能之間存有一定的關係，複合配方也同樣具有表麵張力增加阻垢率及緩蝕率降低關係。因而用測定表麵張力的方法，來研究添加劑與表麵活性劑，或表麵活性劑之間相互作用，將有助於搞清表麵活性劑複配的規律，以便找出各種用途的有效的水質穩定劑配方。

3 結論

1. 有機多元膦酸ATMP、IDPA在溶液中使溶液的表麵張力降低，是表麵活性較好的水質穩定藥劑，有較好的阻垢性能和緩蝕性能。在20~40mg/l時有較佳的阻垢性能和緩蝕性能。羧酸型的PAA水質穩定藥劑，其表麵張力隨濃度增加而減小，而阻垢率卻隨表麵張力的減小而增加。

2. 用測定表麵張力大小的方法，將有助於人們預測水質穩定劑或複合水質穩定劑配方的性能。

3. 通過測定表麵張力，來研究水質穩定劑之間或添加劑與水質穩定劑之間性能影響，將有助於獲得較佳的複合配方。