PAAS的阻垢效果不是化学计量式的,而是根据其高分子链的结构特性,首要是经过以下两种方法完成:吸附:PAAS分子链上带有很多带负电的羧基(-COO⁻)。这些羧基会经过静电效果力,激烈地吸附在正在微晶核(如CaCO₃、CaSO₄·2H₂O)的成长点上。这些成长点一般是由带正电的Ca²⁺离子构成的。占有位点:高分子长链能够一起吸附在多个晶格成长点上,就像一只多足的虫子趴在上面相同,物理上占有了晶体正常成长所需的方位。晶格畸变:因为大分子聚合物的搅扰,晶体无法依照其固有的、规整的方解石或石膏晶型成长。被逼发生畸变,构成一种松软的、无定形的(非晶态的)尘垢。效果:这种畸变的晶体结构不稳定,内部应力大,难以构成坚固细密、附着性强的垢层。它们更简单被水流冲走,从而到达阻垢的意图。静电斥力:吸附在微晶颗粒外表的PAAS分子,将其本身的负电荷赋予了颗粒,使一切颗粒都带负电。构成双电层:颗粒标明发生zeta电位,发生双电层,导致颗粒之间发生激烈的静电排斥力。空间位阻:PAAS的长链结构还在颗粒之间构成了物理的空间妨碍,阻挠它们彼此接近。效果:这种“静电斥力 + 空间位阻”的协同效应,能有用涣散水中的成垢微晶、腐蚀产品(如Fe₂O₃)、污泥和其他悬浮颗粒,避免它们集合沉降构成尘垢。即便构成少数垢,也是疏松的软垢,而非硬垢。
要害特性:阈值效应(Threshold Effect)PAAS的阻垢效果有一个十分十分重要的特色——阈值效应(也称“亚化学计量效应”)。含义:只需向水中参加远低于(一般只要几个ppm)成垢离子化学计量浓度的PAAS,就能有用地按捺数百倍于本身浓度的成垢盐类分出。举例:阻挠100 ppm的碳酸钙分出,或许只需要2-3 ppm的PAAS,而不是需要与100 ppm钙离子反应所需的巨大剂量。含义:这使得阻垢剂的运用变得十分经济、高效。它不是经过 stoichiometric 地去除离子来起效果,而是经过搅扰进程来“四两拨千斤”。与其他阻垢剂的比照为了更明晰地了解PAAS的特色,能够学习下表:
特性 聚丙烯酸钠 (PAAS) 有机膦酸盐 (如HEDP, ATMP) 小分子螯合剂 (如EDTA)首要机理 晶格畸变 + 涣散 螯合 + 晶格畸变 化学计量螯合效果方法 吸附在晶体外表 部分螯合,部分吸附在晶体外表 直接与离子反应构成可溶物阈值效应 有,十分明显 有,十分明显 无(需过量增加才有用)涣散力 极强 较弱 无耐温性 杰出 优异 杰出生物降解性 难 难 差(EDTA难降解)总结聚丙烯酸钠(PAAS)作为阻垢剂,其效果机理不是直接螯合钙镁离子,而是首要经过“阈值效应”:吸附到 nascent 的垢晶核成长点上。引起晶格畸变,使晶体无法正常成长为坚固的垢。一起经过静电斥力和空间位阻涣散已构成的微晶颗粒,避免它们集合堆积。终究构成松软的、易于被水流冲走的无定形软垢,从而到达阻垢的意图。这种机理使其具有高效、经济的明显长处,但一起也因其不行生物降解而面对环保压力,在某些范畴正逐渐被聚天冬氨酸(PASP)等绿色替代品所弥补或替代。