聚氧丙烯二胺四甲叉膦酸（PDTMP）的合成與性能研究.pdf

1、本文對有機(jī)膦酸鹽和水溶性聚合物類水處理藥劑的發(fā)展進(jìn)行了綜述，采用端氨基聚醚、三氯化磷、甲醛等原料，通過曼尼希反應(yīng)，合成了一種新型的阻垢緩蝕劑聚氧丙烯二胺四甲叉膦酸（polyoxypropylene diamino tetramethylene phosphonate，簡稱PDTMP），并用傅立葉變換紅外光譜（FTIR）和31P-核磁共振譜（31P-NMR）確定了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。通過鼓泡法和靜態(tài)阻垢法研究了PDTMP的阻碳酸鈣和阻硫酸鈣性

2、能，并與DTPMP、ATMP、PAA進(jìn)行了對比。采用掃描電子顯微鏡（SEM）和X-射線衍射儀（XRD）對幾種藥劑的阻垢機(jī)理進(jìn)行了探討；同時(shí)，運(yùn)用極化曲線、電化學(xué)阻抗譜（EIS）等方法研究了PDTMP于1mol·L-1鹽酸溶液中對碳鋼的緩蝕作用，并用SEM觀察了添加PDTMP前后碳鋼表面的腐蝕形貌。結(jié)果表明： （1）FTIR和31P-NMR表明合成產(chǎn)物具有PDTMP的結(jié)構(gòu)； （2）PDTMP是一種幾何覆蓋型兼混合型緩蝕劑

3、，其緩蝕作用隨濃度的增加而增強(qiáng)。陽極極化時(shí)，PDTMP在碳鋼表面的吸附膜被破壞，發(fā)生脫附，其完全脫附的電位在+0.14V左右； （3）PDTMP在碳鋼表面的吸附是自發(fā)進(jìn)行的，符合Langmuir等溫吸附模型，其吸附自由能△Gads＝－36.21 kJ·mol－1； （4）在自腐蝕電位下，阻抗譜上均只出現(xiàn)一個(gè)容抗弧，即只有一個(gè)時(shí)間常數(shù)。當(dāng)極化電位達(dá)－0.14 V時(shí)，出現(xiàn)兩個(gè)時(shí)間常數(shù)，在高頻區(qū)，譜圖表現(xiàn)為一段容抗弧，而在低

4、頻區(qū)出現(xiàn)了一段感抗弧。極化電位至0V時(shí)，阻抗譜上出現(xiàn)三個(gè)時(shí)間常數(shù)，對應(yīng)兩個(gè)容抗弧和一個(gè)感抗弧。極化電位增加至＋0.14V時(shí)，阻抗譜出現(xiàn)了三個(gè)時(shí)間常數(shù)，阻抗譜中感抗成分消失，低頻區(qū)出現(xiàn)一段與電極的擴(kuò)散阻抗相對應(yīng)的直線； （5）鼓泡實(shí)驗(yàn)表明，PDTMP有良好的延遲析晶作用；在低濃度時(shí)，幾種藥劑的阻CaCO3垢能力依次為： ATMP>DTPMP>PAA>PDTMP； 在較高濃度時(shí)則為： PDTMP > PAA

5、 > DTPMP > ATMP； （6）PDTMP作為一種具有聚合物結(jié)構(gòu)的有機(jī)膦酸，其阻CaCO3垢行為與單分子有機(jī)膦酸相差很大，而與聚合物PAA的阻垢行為相似，不存在臨界值效應(yīng)，這與ATMP和DTPMP兩種有機(jī)膦酸不同； （7）PDTMP對硫酸鈣的抑制作用在低濃度時(shí)明顯優(yōu)于ATMP和PAA，而在高濃度時(shí)（大于5mg·L－1），三者的作用效果都很好； （8）PDTMP對CaSO4·0.5H2O析出的抑制作用較P