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改性聚环氧琥珀酸衍生物的合成与阻垢性能?

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.13.010

以顺酐环化、聚合产物聚环氧琥珀酸(PE-SA)和硫脲(CSN)为原料合成了一种聚环氧琥珀酸衍生物(CSN-PESA),利用红外光谱和核磁共振谱对聚环氧琥珀酸衍生物的结构进行了表征,测定了聚环氧琥珀酸和硫脲不同比例时产物的分子量；探讨了聚环氧琥珀酸衍生物的阻垢性能、分散氧化铁的性能和生物降解性能；利用红外光谱和扫描电镜对垢的晶型(形)进行了研究。结果表明,当PESA与CSN 的质量比为8∶4时,产物的分子量达到了581左右,其阻垢和分散效果最好；在钙离子浓度为400 mg/L、碳酸氢根离子浓度为800 mg/L 的介质中,当聚环氧琥珀酸衍生物用量为8 mg/L 时,阻垢率达到95％以上；当n(Ca2＋)＝150 mg/L,n(Fe2＋)＝10 mg/L,加药量为20 mg/L时,其上清液最小透光率为75％。结果表明,改性聚环氧琥珀酸衍生物对碳酸钙垢有晶格扭曲的作用,可把稳定的方解石转化为球霰石,表现出良好的阻垢分散性能和可生物降解性能。

关键词: 改性聚环氧琥珀酸 , 分子合成 , 分子量 , 粘度 , 降解 , 阻垢机理

硫酸体系中氨基酸复合缓蚀剂

柳鑫华 , 王庆辉 , 芮玉兰 , 孔毅超

腐蚀与防护

采用失重法和扫描电镜法,研究了氨基酸复合缓蚀剂对浸于0.5 mol/L硫酸介质中碳钢的缓蚀作用,并通过试验确定了与氨基酸有较好缓蚀效应的缓蚀剂配方.结果表明:单一半胱氨酸、蛋氨酸对硫酸中碳钢的缓蚀率随着它们浓度的增加而增加,半胱氨酸、蛋氨酸使用浓度为800 mg/L时,缓蚀率分别为74.81%和63.36%,分别用浓度为800 mg/L半胱氨酸、蛋氨酸与碘化钾复配,碘化钾浓度分别达到800 mg/L和500 mg/L时缓蚀率才达到90%左右,且使用成本增加;三元复配缓蚀剂中,蛋氨酸:HTAB:KI为20 mg/L:10 mg/L;20 mg/L时,缓蚀率可达到98.21%,而且使用成本低.通过热力学和动力学原理探讨了缓蚀机理,扫描电镜图像表明,添加缓蚀剂后金属表面腐蚀轻微,表面光滑,没有明显的点蚀倾向.缓蚀剂对金属表面起到很好的保护作用.

关键词: 硫酸 , 缓蚀剂 , 碳钢 , 氨基酸

环境友好型聚天冬氨酸衍生物的合成及其阻垢性能

佟欣佳 , 柳鑫华 , 丁云飞 , 张雪明

表面技术

利用马来酸酐热缩聚产物聚琥珀酰亚胺(PSI)和硫脲,合成了一种聚天冬氨酸衍生物.优化了PSI与硫脲的反应条件,通过红外光谱对聚天冬氨酸衍生物的结构进行了表征,考察了聚天冬氨酸衍生物的阻垢性能,分析了其阻垢机制.结果表明:以硫脲对PSI进行开环,当硫脲用量为1 g,改性缩聚温度为100℃,反应时间为2.5h时,获得改性PASP产品的阻垢效果最佳；红外光谱证明了硫脲的一个氨基与原支链上的羧基发生缩合,生成酰胺键,在聚天冬氨酸侧链上增加了新的官能团；聚天冬氨酸衍生物用量为10 mg/L时,阻垢率可达到90％以上.

关键词: 聚天冬氨酸 , 开环改性 , 阻垢剂 , 阻垢性能

聚环氧琥珀酸在阻垢与缓蚀方面的研究进展

柳鑫华 , 律文智 , 孔毅超 , 王庆辉

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.02.026

从聚环氧琥珀酸结构分析了在阻垢与缓蚀方面的机理;系统阐述了聚环氧琥珀酸在阻垢与缓蚀方面的研究现状;提出了聚环氧琥珀酸作为缓蚀阻垢剂的发展方向.

关键词: 聚环氧琥珀酸 , 阻垢剂 , 缓蚀剂 , 生物降解性

在自来水中绿色碳钢缓蚀剂的研究

芮玉兰 , 柳鑫华 , 梁英华 , 张学丽

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2006.03.005

主要通过挂片法和交流阻抗谱法研究中性自来水介质中钼酸钠、苯并三氮唑及它们之间的复配,分析了钼酸钠与苯并三氮唑可能的缓蚀机理以及其最佳浓度组合.试验结果表明,温度越高,碳钢的腐蚀越严重,温度对其腐蚀的影响较大;腐蚀速度总趋势是随着时间的推移逐渐减小的;钼酸钠在一定用量时对碳钢具有一定的缓蚀作用,随着药剂用量的增加,缓蚀作用增强,把钼酸钠与苯并三氮唑混合使用时用量小,且缓蚀效果好,比较合适的配比为0.0004mol/L钼酸钠加0.0002mol/L苯并三氮唑.

关键词: 钼酸钠 , 苯并三氮唑 , 协同效应 , 挂片法 , 交流阻抗谱法

钼酸盐复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀机理

柳鑫华 , 韩婕 , 孙彩云 , 芮玉兰 , 王庆辉

腐蚀与防护

采用电化学阻抗与能谱图研究了钼酸盐复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀机理。阻抗谱表明，该缓蚀剂通过增大金属表面的电荷转移电阻而降低电化学腐蚀速率；X射线光电子能谱（XPS）显示钼酸盐复合缓蚀剂在海水中的碳钢表面主要形成了Fe。O4、FezO3，以及三价铁与钼酸根和缓蚀剂中有机成分形成的有机铁络合物。能量谱（EDS）测试结果表明，添加了钼酸盐复合缓蚀剂的碳钢表面膜中钙元素含量很低（0．08％），表明缓蚀剂中具有阻垢性能的有机瞵酸盐（HEDP）和葡萄糖酸盐对海水中的Ca2＋抖起络合分散作用，阻止了钙盐在金属表面的沉积，这也表明该缓蚀剂具有缓蚀性能的同时又具有良好的阻垢性能。

关键词: 钼酸盐 , 电化学阻抗谱 , XPS , EDS , 海水

用表面分析的方法研究复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀阻垢机理

柳鑫华 , 孙彩云 , 王庆辉 , 韩婕

表面技术

通过EDS,XPS和SEM分析方法,探讨了海水中,复合缓蚀剂钼酸盐+有机膦酸盐+聚环氧琥珀酸+锌离子在碳钢表面的缓蚀阻垢协同作用机理.EDS分析表明,碳钢试片在空白海水中与在添加了缓蚀剂的海水中相比,表面Fe元素含量由62.68％增加到96.80％,而钙元素含量由34.56％降低到0.10％,说明缓蚀剂减缓了垢下引起的缝隙腐蚀.XPS分析表明,添加复合缓蚀剂使得金属表面铁氧化物膜的覆盖率更高,更为致密,而且试片表面没有发现钙,与EDS的测试结果一致.SEM分析表明,添加复合缓蚀剂浸泡后,试片没有腐蚀痕迹和新试片存在的机械划痕,碳酸钙由浸泡前的稳定方解石变为不稳定的分散状结晶体球霰石.

关键词: 表面分析 , 缓蚀阻垢机理 , 协同作用 , 天然海水

氨基酸类酸洗缓蚀剂缓蚀机理及其缓蚀性能的影响因素研究

柳鑫华 , 杜娇 , 王庆辉 , 孙彩云

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.06.016

采用失重法、电化学法研究了在硫酸介质中,氨基酸类复合缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能及缓蚀机理,动电位极化曲线测试证明,氨基酸复合酸洗缓蚀荆是抑制阳极和阴极反应的混合型缓蚀剂;交流阻抗测试了Nyquist图、Bode图及phase angle图,通过分析阻抗R1、双电层电容Cd1、阻抗模值| Z |和相角的大小,证明三元氨基酸类复合缓蚀剂各组分有很好的协同效应,缓蚀率很高.通过失重法确定,在酸洗时间0～16 h,酸洗温度30～50℃,硫酸浓度0.4～2.0 mol/L范围内,该三元复合缓蚀剂的缓蚀率都在90%以上.

关键词: 硫酸 , 碳钢 , 氨基酸类缓蚀剂 , 缓蚀机理 , 影响因素

BTA与KI对天然海水中黄铜复配缓蚀机理的XPS和EDS谱分析

柳鑫华 , 孙彩云 , 王庆辉 , 芮玉兰

材料保护

将海水用于冷却对管道和换热设备有腐蚀。在天然海水中以不同方式添加缓蚀剂苯并三氮唑（BTA）及KI，将黄铜浸泡其中，采用X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电镜（SEM）及其能谱仪（EDS）分析了黄铜腐蚀前后的结构、形貌及成分。结果表明：在同时添加BTA和KI的海水中浸泡后，黄铜表面的Cu2pXPS谱峰向高束缚能区的位置偏移，形成Cu（I），黄铜表面膜主要由Cu20，CuCl，CuI，Cu（I）-BTA和ZnO组成；空白海水中的黄铜发生了严重的脱锌腐蚀，Cu富集在金属表面，添加缓蚀剂后，黄铜的脱锌腐蚀得到抑制，且先添加BTA后添加KI的海水中的黄铜显示了更好的抗Cl-侵蚀的能力，I-起到了补膜的作用；在只添加了BTA的海水中的黄铜表面有明显的点蚀坑，在同时加入BTA，KI的海水中的黄铜表面无明显腐蚀，在先后加入BTA，KI的海水中的黄铜表面光亮，腐蚀抑制的效果更明显。

关键词: 海水腐蚀 , 复配缓蚀 , BTA , KI , 黄铜 , XPS , SEM , EDS

用XPS及EDS能谱研究钨酸盐复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀机理

柳鑫华 , 韩婕 , 孙彩云 , 王庆辉

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2011.03.015

用X-射线光电子能谱(XPS)研究揭示了钨酸盐复合缓蚀剂,在海水中的碳钢表面主要形成了Fe3O4,Fe2O3,以及三价铁与钨酸根、缓蚀剂中有机成分形成的有机铁络合物.缓蚀剂中的钨酸盐不仅参与了表面膜的生成,而且促进了铁的氧化钝化.X-射线色散能量谱(EDS,SEM)测试表明:添加了钨酸盐复合缓蚀剂的碳钢表面膜中钙元素含量很低,表明缓蚀剂中具有阻垢性能的有机膦酸盐(HEDP)和聚天冬酸对海水中的Ca2+的络合分散作用而阻止了钙盐在金属表面的沉积,这也说明该缓蚀剂具有缓蚀性能,同时又具有良好的阻垢性能;极低的氯元素含量,表明缓蚀剂在碳钢表面形成的保护膜有效地抑制了海水中的氯离子对碳钢表面的腐蚀.

关键词: 钨酸盐 , 缓蚀剂 , XPS , EDX , SEM , 海水

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