新型超缓凝剂性能研究及作用机理探讨_唐玉超
新型超缓凝剂性能研究及作用机理探讨
唐玉超1，陈良2，罗作球2，袁启涛2，王婵1
（1. 中建商品混凝土有限公司，湖北武汉 430000；2. 中建商品混凝土天津有限公司，天津 300457）
［摘 要］保坍缓凝剂的研究是近年来国内外混凝土技术研究的几个热点之一。自主设计研发的混凝土超缓凝剂保坍、缓凝效果优良，一定程度上可改善混凝土和易性，提高混凝土 28d 抗压强度，降低水泥水化最高温升，减少混凝土收缩。特别适用于大体积、超大超长桩基等对混凝土水化温升、凝结时间及收缩有特殊要求的工程。微观分析表明，超缓凝剂严重抑制了水泥中
C
3S 和 C
3
A 两种主要矿物的早期水化，但是对水泥中后期水化无明显影响。
［关键词］还原剂；聚羧酸减水剂；合成研究
Performance research and mechanism investigate of new super-retarding agent
Tang Yuchao1, Chen Liang2, Luo Zuoqiu2,Yuan Qitao2, Wang Chan1
( 1. China Construction Ready Mixed Concrete Co.,Ltd, Wuhan 430000, Hubei,China;
2. China Construction Ready Mixed Concrete Tian Jin Co.,Ltd., Tianjin 300457, China)
Abstract: The study of concrete slump retarder is one of several hot spots at home and abroad in recent years. Concrete super-retarding agent designed and developmented independently has excellent slump-retaining and retarding effect. New concrete super-retarding agent improves the workability of concrete, improves the compressive strength, reduces the maximum temperature rise of cement hydration, reduces shrinkage of concrete helped to improve concrete volume stability, especially for large volume, long oversized pile of concrete and other concrete which has special requirements to hydration temperature, setting time and shrinkage. Microscopic analysis shows
that new concrete super-retarding agent inhibites severely the early hydration of two main mineral C
3S and C
3
A of cement but has no
signi? cant effect on the post-hydration.
Keywords: reducing agent; polycarboxylate superplasticizer; research of synthesis
0 引言
混凝土超缓凝剂是一种能够在长时间内任意调节混凝土凝结时间，但不影响混凝土后期强度的外加剂。这种外加剂主要用于在长时间干燥、高温环境下施工的混凝土工程，以及其他要求混凝土保持长时间塑性的工程[1]。目前世界上研究和使用此种缓凝剂较多的是美国、日本、南非等国家和地区。混凝土超缓凝剂是一种跨国公司开发并被技术垄断的一种新型的具有优良施工性能的混凝土外加剂，目前在国内还没有同类产品[2]。
目前，国内外应用的混凝土保塑缓凝剂分为两大类，无机类和有机类。无机类主要包括硼砂、氧化锌、磷酸盐和偏磷酸盐等。无机保塑缓凝剂的作用机理在于在水泥颗粒表面形成一层难溶性的膜，阻碍水泥水化过程。无机盐类保塑缓凝剂的缓凝作用表现得不够稳定，因而较少使用[3]。有机类主要包括木质素磺酸盐、羟基羧酸（盐）、糖类及碳水化合物、多元醇及其衍生物等。有机保塑缓凝剂中，特别是各种羟基羧酸及其盐类，如酒石酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、葡萄糖酸及它们的盐是常用的保塑缓凝剂，它们往往与促凝剂或速凝剂一起复合用于快凝快硬水泥的调凝，其中以葡萄糖酸盐的效果最佳[4]。但目前这些缓凝剂均存在一些缺陷：一是适用范围小，只能在较短时间内保持混凝土塑性，当掺量超过一定值后，混凝土会出现不凝、强度下降等问题；二是缓凝剂与目前广泛应用的各类减水剂、水泥品种适应性较差。传统混凝土缓凝剂已不能满足社会发展的需要。
针对传统超缓凝剂的不足，本文从水泥水化机理研究，确定可以延缓水泥水化的分子构型，通过目标反应物的优选、合成工艺控制与优化，制备出混凝土新型超缓凝剂。混凝土新型超缓凝剂合成方式简单，反应条件缓和，绿色无污染；原材料广泛易获取，成本低廉。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料
水泥：采用 P·O42.5 水泥，密度 3.1g/cm3，比表面积3500cm2/g，标准稠度用水量 26%，安定性采用沸煮法合格，初凝时间 213min，终凝时间 325min，3d 抗压强度 27.5MPa，28d 抗压强度 49.2MPa。水泥氯离子及碱含量合格。
粉煤灰：采用Ⅰ级粉煤灰，其特点是含碳量低、需水量小。细度 10.3%，烧失量 2.6%，需水量比为 93%，Cl- 含量
0.012%，SO
3
含量 1.3%，游离 CaO 含量 0.2%。
粒化高炉矿渣粉：采用 S95 级矿粉，比表面积 4180cm2/ g，流动度比为 97%，7d、28d 活性指数分别为 83%、98%。
细集料：采用天然中粗河砂。表观密度 2.68g/cm3，细度模数 2.6，含泥量 1.3%，泥块含量 0.4%。
粗集料：采用的 5～31.5mm碎石，表观密度 2.82g/cm3，针片状含量 5.0%，含泥量 0.5%，压碎指标 10%，泥块含量0.15%。
外加剂：为了尽量排除减水剂的保塑作用对新型超缓凝剂的影响，选用聚羧酸减水剂母液，减水率高，与水泥和易性好。
1.2 试验方法
混凝土坍落度与坍落扩展度测定方法参照国家标准 GB/T 50080—2011《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》。
混凝土力学性能测定方法参照国家标准 GB/T 50081—2011《普通混凝土力学性能试验方法标准》。
水泥水化温升测定方法参照国家标准 GB/T 12959—2008《水泥水化热测定方法》。
收缩性能测定方法参照国家标准 GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中非接触法。
X 射线衍射分析采用日本 Rigaku（理学）电机株式会社生产的型号为 D/Max-RB 的转靶 X 射线衍射仪。SEM 测试采用 JEOL JSM-5610LV 型扫描电子显微镜观测样品的表面形貌。
1.3 新型超缓凝剂的合成原理
结合各种具有缓凝效果的功能助剂的分子结构，从合成原材料、氧化还原剂的选择及其用量、合成温度、时间的控制等各个方面进行了合成研究，并通过试验检测，选择出其中缓凝效果最好的超缓凝剂，并确定了较优的合成路线。
合成原理：利用酸酐与亚磷酸或其酯发生亲核加成—消除反应，生成的羰基化合物在金属盐催化剂作用下，进一步与亚磷酸或其酯发生羰基加成反应，合成所需超缓凝剂。反应式如下：
2 新型超缓凝剂性能研究
2.1 新型超缓凝剂对混凝土工作性能与力学性能影响研究
混凝土新型超缓凝剂对混凝土具有良好的保塑及缓凝性能，为了验证其保塑缓凝性能，将其作为外加剂添加到混凝土中，研究其对混凝土工作性能及力学性能的影响。新型超缓凝混凝土配合比见表 1，配合比中除了新型超缓凝剂掺量不同外，其他原材料与用量完全相同，混凝土坍落度、扩展度见表 2。
由表 2 可见，随着新型超缓凝剂掺量的增加，新拌混凝土坍落度、坍落扩展度逐渐增大；保坍时间逐渐延长；掺量为 2.0‰时，混凝土保坍时间为 24h 左右，掺量为 3‰时，保坍时间达到 28h，坍落度损失仅为 8%，扩展度损失小于13%，保坍缓凝性能优良。
表 1 新型超缓凝混凝土配合比
编号
超缓凝剂
掺量(‰)
配合比/(kg/m3)
水泥
粉煤
灰
矿粉干砂碎石水
聚羧
酸
超缓
凝剂C40-00260100608301070160 5.750 C40-1 2.0260100608301070160 5.750.84 C40-2 2.5260100608301070160 5.75 1.05 C40-3 3.0260100608301070160 5.75 1.26表 2 新型超缓凝混凝土的工作性能编号
坍落度/扩展度(mm/mm)
0h18h24h28h
C40-0235/565干，无流动性干，无流动性干，无流动性C40-1230/560220/605200/450干，无流动性C40-2240/590230/590230/570220/520
C40-3250/630245/620235/570230/550不同掺量新型超缓凝剂混凝土抗压强度见图 1。
图 1 新型高保塑超缓凝剂对混凝土抗压强度的影响
由图 1 可知，掺加新型超缓凝剂混凝土早期强度较空白混凝土有所降低，掺量越大，7d 强度降低越大，掺量为3‰时，混凝土 7d 强度降低 8% 左右；但是，掺加掺加新型超缓凝剂混凝土 28d 抗压强度有增大趋势，掺量为 2‰时，混凝土 28d 抗压强度较空白样提高 5% 左右，掺量为 2.5‰时，混凝土 28d 抗压强度能够达到空白混凝土强度，掺量为 3‰时，混凝土 28d 强度略有降低。因此，考虑混凝土强度，新型超缓凝剂掺量不宜大于 3‰。
2.2 新型超缓凝剂对水泥水化的影响研究
W/C=0.29，聚羧酸系减水剂固体掺量 0.2%（质量分数，占水泥），研究混凝土新型超缓凝剂对水泥水化的影响。新型超缓凝剂掺量分别为 0、1.0‰、2.0‰、3.0‰，测定水泥浆体 5 天水化温升。试验结果见图 2 所示。
由结果可知，超缓凝剂延缓了水泥水化最高温度出现的时间，且降低了水化最高温度。空白样水化最高温度为83.5℃，出现在水化开始后 10h 左右，而掺加 1.0‰、2.0‰、3.0‰新型超缓凝剂水泥样品水化最高温度分别降低至 81.1、63.5、54.2℃，最高温度出现时间分别延长至 24h、53h、98h。说明混凝土新型超缓凝剂抑制了水泥的早期水化，使水泥早期水化的诱导期延长，同时减小了水泥水化速率，避
免了水泥的水化放热过度集中。因此新型超缓凝剂更加有利
于大体积混凝土的施工，防止混凝土因放热集中产生温度应力，引起混凝土开裂。
图 2 新型超缓凝剂不同掺量对水泥水化的影响
2.3 新型超缓凝剂对混凝土收缩的影响研究
研究新型超缓凝剂对混凝土自收缩性能的影响，试验结果如图 3 所示，空白样为不掺加新型超缓凝剂的混凝土，对比样为掺加 2.0‰ 新型超缓凝剂的混凝土，其配合比如表 1 所示。
图 3 新型超缓凝剂对混凝土自收缩性能的影响
掺新型超缓凝剂的混凝土收缩率在测试范围内始终较空白样小，7d 收缩率仅为万分之 1.5，而空白样混凝土 7d 收缩率在万分之 2.5 以上。这说明掺新型超缓凝剂的混凝土可以更好地避免因收缩导致混凝土开裂，提高了混凝土体积稳定性。
3 新型超缓凝剂的微观作用机理探讨
采用 W/C=0.40，不掺聚羧酸高性能减水剂的方法分析
新型超缓凝剂对水泥水化微观结构的影响。分别对掺 1.0‰，2.0‰ 和 3.0‰ 新型超缓凝剂不同龄期水泥净浆进行了 XRD 分析。结果如图 4、图 5 所示。
从图 4 及图 5 衍射峰强度对比可以看出，随着新型超缓凝剂掺量的增加，水化产物 CH 特征峰强度显著降低，当掺量为 3.0‰ 时，水化产物 CH 峰已不明显，而 C 2S 和 C 3S 衍射峰强度显著增强，并可发现少量存在的石膏特征衍射峰。而水化 7d 后，掺超缓凝剂水泥浆体的 CH 的衍射峰强度逐渐增
强，而 C 2S 和 C 3S 衍射峰强度减弱，掺超缓凝剂样品与空白样衍射图谱已无明显差别，水化程度甚至已经超过空白样。结果说明，新型超缓凝剂不仅延缓了 C 2S 和 C 3S 的早期水化，抑制了 CH 的生成量，同时也对 C 3A 的水化起到抑制作用。7d 后新型超缓凝剂对水泥的水化已无明显影响。
图 4 水化 3d XRD 谱图
（a ）空白参照样，(b) 掺量1.0‰，(c)掺量2.0‰，(d)掺量3.0‰，下同
图 5 水化 7d XRD 谱图
图 6 为掺 3.0‰ 新型超缓凝剂和空白参照样水泥试样水化 3 天 SEM 显微照片（20000×）。从图（a ）空白参照样中可以清楚地发现 CH 晶体的存在，其形状为尺寸较大的六方片状，在其四周伴随着大量短纤维状 C-S-H 凝胶。而掺入3.0‰ 新型超缓凝剂的浆体发现大量短棒状未水化的硅酸钙颗粒，并未发现明显的 C-S-H 凝胶和六方片状的 CH 晶体存在。图 7 为水化 7d 试样 SEM 显微照片。从图中可以明显发现随着水化龄期的延长，掺新型高保塑超缓凝剂的水泥浆体中生成了大量的水化产物并且交互连接，与空白样显示出较为相似的微观结构。说明该新型超缓凝剂不影响水泥的后期水化。
水化时间(h)
温
度(℃)
a) 空白水泥浆体
b) 3.0‰ 新型高保塑超缓凝剂水泥浆体
图 6 水泥浆体 3d SEM
a) 空白水泥浆体
b）3.0‰ 新型高保塑超缓凝剂水泥浆体
图 7 水泥浆体7d SEM
4 结论
（1）混凝土超缓凝剂保坍、缓凝效果优良，提高了混凝
土 28d 抗压强度，可以保持混凝土 28h 仍然具有较大的流动性，并且可以根据超缓凝剂掺量调节混凝土保坍时间，掺量不宜大于 3.0‰。
（2）新型超缓凝剂能够抑制水泥的早期水化，减小水泥水化速率。掺新型超缓凝剂的混凝土收缩率在测试范围内始终较空白样小。新型超缓凝剂可有效避免混凝土因内外温差过大及收缩而开裂，提高了混凝土体积稳定性。
（3）新型超缓凝剂延缓了 C 2S 和 C 3S 的早期水化，抑制了 CH 的生成量，同时也对 C 3A 的水化起到抑制作用。7d 后新型超缓凝剂对水泥的水化已无明显影响。
参考文献
[1] 王立久，张铁民，等．混凝土新型超缓凝剂研究[J]．混凝土，2000(10): 58-63．
[2] Plank J, Brandl A, Lummer N R. Effect of different anchor groups on adsorption behavior and effectiveness of poly (N, N ‐dimethylacrylamide ‐co ‐Ca 2‐acrylamido ‐2‐methylpropanesulfonate) as cement ? uid loss additive in presence of acetone–formaldehyde–sul ? te dispersant[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2007,106(6): 3889-3894.
[3] Young J F. A review of the mechanisms of set-retardation in Portland cement pastes containing organic admixtures[J]. Cement and Concrete Research, 1972,2(4): 415-433.
[4] 查文珂，李素芳，方建军，等．混凝土新型超缓凝减水剂的研制[J]．混凝土，2010(9): 121-126．
［作者简介］唐玉超（1985—），男，工程师，研究方向为特种混凝土及制品。
［通讯地址］天津市临港经济区渤海 16 南路 289 号（300457）
原油降凝剂作用机理
含蜡原油失去流动性缘于在低温下析出蜡晶，这些蜡晶大多呈板状或针状，互相结合在一起形成三维网目结构，并把低凝点的油分、油泥、胶质和沥青质等吸附在其周围，或包围在网状结构内形成蜡膏状物质，而使原油失去流动性。原油降凝剂的作用在于影响蜡晶的网目构造的发育过程，从而使原油的凝固点（倾点）降低。但必须指出，降凝剂不能抑制蜡晶析出，而只能改变蜡晶的形态。亦即加入降凝剂后，原油的浊点不会改变，只是蜡晶的形态变成了松散的蜡晶结构（Slack Wax），在施加一定的剪切力后，其网目结构易于破坏，或根本不形成网目结构，因而增加了原油的流动性，达到降低原油凝点的作用。 近几十年来，国内外有许多学者对降凝剂的作用机理进行过研究，目前公认的原油降凝剂的 作用原理是吸附与共晶理论。原油降凝剂改变蜡晶发育历程大致可分为三种类型： (1)晶核作用。原油降凝剂在高于原油浊点温度下结晶析出，它起着晶核的作用，并成为蜡晶发育的中心，使原油中的小蜡晶增多，从而不易形成大的蜡晶。 (2)吸附作用。原油降凝剂在略低于原油浊点的温度下析出，它被吸附在已经析出的蜡晶晶 核的活性中心，从而改变蜡晶的取向性，使其难于形成三维网目结构，并且减弱了蜡晶间的黏附作用。 (3)共晶作用。原油降凝剂在原油浊点温度下与蜡共同结晶析出，从而破坏蜡晶的结晶行为和取向性并减弱蜡晶继续发育的趋向。 添加降凝剂后蜡晶形态的改变情况，可利用馏分油进行显微镜观察。Lorensen等曾在-40℃低温下进行显微观察后证实，不含降凝剂的基础润滑油中的蜡晶呈20—150靘的针状结晶，加降凝剂后蜡晶变小、且形状也发生了变化。当然，加入不同的降凝剂其作用的形式也是不同的。如，使用烷芳族降凝剂时，蜡晶表面吸附了芳香族基团，而使蜡晶不再继续按原来的取向发展；而使用聚甲基丙烯酸酯类梳状结构聚合物降凝剂时，侧链的烷基与蜡形成共晶。此外，结晶的分枝随降凝剂浓度增加而增加，这是由于降凝剂对蜡晶发育的取向性起支配作用，从而使其不能形成牢固的三维网目结构。 近年来，对降凝剂作用机理的研究更加深入。王彪等在研究大庆原油和大港原油对降凝剂感受性的差异过程中发现，原油中加降凝剂后，在冷却过程中进行显微镜观察，如果蜡晶颗粒变大，该降凝剂即对该原油具有良好的降凝效果，反之则无降凝效果。实验所用的降凝剂F21为乙烯—醋酸乙烯（含少量磺酸盐）聚合物降凝剂，OEAM为马来酸酐和丙烯酸酯高碳醇酯类共聚物。作者认为造成这一现象的原因是由于原油的凝固过程包括蜡晶的形成、发育和蜡晶之间的凝胶化两个过程。加入降凝剂后如果能使蜡晶增大，在析出同样重量的蜡晶后体系中单位体积内蜡晶的表面能要比蜡晶颗粒小的不加降凝剂的体系要低。因而加降凝剂后的体系比较稳定，不易形成凝胶，从而降低了原油的凝固点。相反，所加入的降凝剂不能使蜡晶颗粒增大，体系的表面能无法降低，凝胶化过程也就不能推迟，所以这种降凝剂对这种原油不具有降凝效果。 梳状聚合物被广泛用做含蜡原油的降凝剂以改善低温流动性，这是目前所有降凝剂产品中最有价值的一类聚合物。Chichakli第一次用X射线衍射技术解释了降凝剂的作用机理，此后又有许多学者采用不同的技术手段研究了梳状聚合物与蜡晶的相互作用。Plate和
缓凝外加剂缓凝作用的化学本质
缓凝外加剂缓凝作用的化学本质 L 前言 水泥与水的水化反应是造成砂浆和混凝土硬化的主要原因，可以人为地 加速或减缓水泥水化过程，加速或减缓水泥水化过程是通过加入外加剂来达到的。缓凝作用是解决混凝土坍落度经时损失的两个重要作用之一。要搞清无机、有机缓凝外加剂化学反应的同异和本质并非易事。笔者曾从官能团入手，对合成有机大分子高性能外加剂作了一些研究，将合成有机高性能外加剂大分子里的官能团分成主导、非主导两种。主导官能团以SO3H、COOH、“SO3H-COOH”三种型式存在，C00H主导缓凝作用。含羧基的小分子羟基有机酸如柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸等也有很好的缓凝作用，说明羧基是产生缓凝这个重要作用的重要原因。但羧基的存在不能解释有缓凝效果的天然大分子淀粉、纤维素等不含羧基亦有优良缓凝作用这个事实，同样不能解释天然小分子蔗糖、葡萄糖等不含羧基亦有缓凝作用的问题。因此，羧基不是产生缓凝作用的唯一的一个原因。 应当指出，主导官能团是指存在于合成有机大分子或小分子有机物里的 羧基或磺基官能团，它只是完整分子里的某个部分——特征部分。通过从一个完整分子特征结构部分去认识缓凝作用，并不是从完整分子的整体和立体结构上面去认识。这种以局部、平面结构为切人点的认识方法，会有局限性，自然就不能解释无羧基存在的碳水化合物及无官能团存在的无机化合物产生缓凝作用这个 普遍问题。 为了解决这个问题，笔者在主导官能团的基础上，从局部扩大到有机外 加剂分子的整体和立体结构和基团不同的空间排列上，全面完整地研究有机物产生缓凝作用的本质原因的同时，也研究无机缓凝剂的缓凝本质，从深层次了解有机、无机缓凝剂产生缓凝作用的共性，即可了解有机、无机缓凝剂是否有相同的作用原理，这种共同作用是什么。通过对不同品种有机无机缓凝剂作系统、全面的分析研究，冀图找到一个能解释无机、有机缓凝剂产生缓凝作用的通用的又完整的缓凝理论。
金属缓蚀剂及其研究进展
金属缓蚀剂及其研究进展 课程：腐蚀与材料保护 主讲老师: 陈存华 院系：化学学院 专业：应用化学 学号： 2010214131 姓名：张伟 华中师范大学化学学院 2012年12月
金属缓蚀剂及其研究进展 摘要：金属的缓蚀一直是人们极为关注的重要课题，本文综合近十年来文献简述了缓蚀剂的机理，常见的分类，重点叙述了金属缓蚀剂的前沿发展和技术缓蚀剂的应用，总结了缓蚀剂的研究意义，并对未来缓蚀剂的发展方向做展望。 关键词：金属缓蚀剂分类前沿应用意义 一、前言： 金属腐蚀，就是指金属在外界环境的作用下引起的破坏或变质。它不仅影响了原有金属的光泽，而且带来了很大的经济损失。据报道2000年美国由于金属腐蚀造成的直接经济损失约为1300 多亿美元，在2005年我国由于腐蚀所造成的直接经济损失约占国民经济总产值的2%-4%，而间接损失几乎无法估量。金属腐蚀不但限制了科学技术的发展，破坏了工艺过程和生产节奏，而且污染环境，影响人类的身体健康。所以，怎样防止金属腐蚀已成为世界性的问题。 缓蚀剂（Corrosion Inhibitor）是一种无机物或有机物，加到腐蚀介质中，借助于这种物质在金属和腐蚀介质的界面上的物理和化学作用，可以防止或降低金属的腐蚀速度，减少金属在所在介质中的腐蚀。缓蚀剂在金属防护中的应用，是腐蚀科学与表面工程学科发展的一项重要成就。百余年来，缓蚀剂的开发、应用在化工、石油、电力、机械、金属加工、交通运输、核能及航天等领域中，起着极其重要的作用。近半个世纪以来，缓蚀剂的品种、质量得到了进一步扩大和提高。30年代以前，缓蚀剂的品种只有百余种。到80年代中期，仅酸性介质缓蚀剂的品种就已超过5000 余种。这种发展速度是其他化学助剂、添加剂类无以伦比的。当前，世界各国相关的科技界、企业界对它的开发和应用前景极为关注。 二、缓蚀剂的机理研究简述 金属的缓蚀有多种机理，其中主要的作用有：（1) 屏蔽效应。这主要是由于缓蚀剂的存在阻碍了金属颜料与腐蚀介质的接触，降低了腐蚀速度，同时也可能因为缓蚀剂分子上的基团与腐蚀介质的分子基团形成了螯合作用，减低了腐蚀介质对金属颜料的侵害。（2) 电化学防护：当缓蚀剂、金属颜料与腐蚀介质之间由于电化学反应形成了一层保护膜，这层膜的形成减少了介质对颜料的腐蚀，从而保护了金属颜料。大多数的有效保护作用都是这些效应相互结合得到的。 三、金属缓蚀剂的分类 1.按化学组成分类 （1）无机缓蚀剂—无机化合物。多用于氧作为腐蚀物质的中性水介质体系中，也叫中性缓蚀剂。如铬酸盐，磷酸盐，硝酸盐，硅酸盐等。无机缓蚀剂的特征是能是金属表面氧化，并是金属的腐蚀电位向高电位方向移动，即具有是金属钝化的作用。 （2）有机缓蚀剂—有机化合物。多用于酸性腐蚀介质中，化合物种类很多。有机缓蚀剂对腐蚀电位几乎无影响，主要是以分子状态在金属表面进行吸附，从
缓蚀剂研究进展
缓蚀剂的研究、开发与应用经历了不同阶段。最初, 由于冶金工业的发展, 为钢铁材料酸洗除锈和设备的除垢, 研制了酸洗缓蚀剂。随后, 因石油工业油井酸化技术的需要, 研究开发了油井酸化缓蚀剂和油气田缓蚀剂。此后, 随着石油化工、电力、交通运输工业的发展, 海水、工业用水等冷却系统用的中性介质无机缓蚀剂迅速发展。二次世界大战期间和战后, 由于武器军械的防锈, 促进了气相和油溶性缓蚀剂的迅猛发展。19 43 年美国S hel lDev el o pmen t C o . 研制生产了亚硝酸二环己胺, 次年又推出亚硝酸二异丙胺产品, 用于军事工业, 取得很好的防锈效果。5 0 年代初, 苯三唑( BT A ) 对铜及其合金的优异防锈性能, 引起科技界和企业人员广泛重视, 缓蚀剂研究引起人们极大兴趣和关心。随着工业技术和高新技术的迅猛发展, 缓蚀剂得到较快发展。 6 0 年代是腐蚀科学技术发展最活跃的时期, 重要的腐蚀与防护方面的国际学术会议( 世界金属腐蚀会议、欧洲缓蚀剂会议等) 均在6 0 年代初举行首届会议; 一批腐蚀专业刊物( M at er i alPer f or man ce ( 美) , C or r os i o n S ci en ce ( 英) , Br i t i s h C o rr os i o nJ ou rn al ( 英) , !? # ?? % %& ?( 俄) , 材料保护( 中) , C o rr os i o nA bs t r act s ( 美) , ! ?# ?% & ?() ! % ?+ . ! ?# . 66 . ! ?# ! ? # ??# % % # & !! ( 俄) ) 亦均于60 年代创刊发行。这些学术活动及专业刊物的出版发行, 对促进缓蚀剂学科的学术交流和发展起着重要的作用。 Hacker man . N 在第一届欧洲缓蚀剂会议( 1 96 1) 上宣读了关于“软硬酸碱( HS A B ) 原则”的论文, 对缓蚀剂分子设计、筛选和应用有重要意义, 引起参会各国代表的重视和兴趣。日本荒牧国次等人对软硬酸碱理论在缓蚀剂研究中的应用做了系统的工作, 取得了卓有成效的成绩, 推动了缓蚀剂理论发展。 Br oo k M于19 62 年, 收集整理了3 0 ～5 0 年代期间, 海外期刊、专利上发表的约15 0 种缓蚀剂的名称、组成及应用范围( 金属及腐蚀介质) 等资料, 其中大部分为单一组分。 同年, M err i ck . R . D 等人在美国国家腐蚀工程师协会( N A C E ) 主办的学术年会上, 详尽地介绍了美国投放市场的一批商品缓蚀剂( 如: Ro di n e- 93 、Ro di n e- 1 15、Ro di ne- 21 3、Ar mo hi t -25 、Ar moh i b - 28 、DoW el l - A 1 2、DoW el l - A 73 、……) 的牌号、组成、物化性质及在几种酸溶液( H2S O 4、HC l 、HN O 3、H3PO 4、……) 中的缓蚀剂效果。 吉野努于1 96 3 年采用有机化合物与无机化合物复配, 有效地解决了盐酸、硫酸、氨基磺酸等对低碳钢的腐蚀问题。这种复合型缓蚀剂由硫脲- 乌洛托品- C u2+三组分组成。 加藤正义于196 4 年研究了阿拉伯胶、可溶性淀粉、琼脂等高分子多糖类化合物作为碱液中铝用缓蚀剂的问题, 试验结果表明, 大多数试样的缓蚀效率在80 % 以上。但多糖类一旦水解为单糖类时, 则会促进铝的腐蚀。 60 ～70 年代, 印度的Des ai . M . N 教授等先后在A nt i c o r ro si on 及其他专业刊物上, 连续发表数十篇论文, 阐述有关铜、铝及其合金在工业冷却水、盐酸、硫酸、硝酸、碱液及盐类溶液中, 各种有机缓蚀剂的缓蚀性能的研究结果。缓蚀剂的品种涉及广泛, 有硫脲、苯胺、苯甲酸、苯酚、醛类及其各种衍生物。此外,还有天然高分子化合物等。 Wal k er . R指出苯三唑( BT A ) 在一定条件下, 可以作为铜在盐酸、硝酸、硫酸、磷酸及盐类溶液中的缓蚀剂。J . V os t a对氢氟酸用缓蚀剂进行了试验研究, 提出苄基亚砜、二苯基硫脲、二苯胍等 1 0 余种有机化合物可以作为氢氟酸用缓蚀剂的有效成分。中国科学院长春应用化学研究所为引进的大型电厂锅炉氢氟酸酸洗缓蚀剂提
缓凝剂技术简介
缓凝剂技术简介 缓凝剂是一种能延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝减水剂则是兼有缓凝和减水功能的外加剂。目的是用来调节新拌混凝土的凝结时间。缓凝剂可以根据要求使混凝土在较长时间内保持塑性，以便于浇筑成型或是延缓水化放热速率，减少因集中放热产生的温度应力造成混凝土的结构裂缝。 在流化混凝土中，缓凝剂可用来克服高效减水剂的坍落度损失，保证商品混凝土的施工质量。随着混凝土质量的提高以及高性能混凝土的问世，商品混凝土使用范围的不断扩大，缓凝减水剂及缓凝高效减水剂得到了日益广泛的应用。（一）缓凝剂品种与性能 ·缓凝剂主要用于延缓水泥的水化硬化速度，以使新拌混凝土在较长时间内保持塑性。目前在混凝土中使用的缓凝剂品种也较多。不同的缓凝剂其使用效果及作用机理也是不尽相同的。 ·按其生产来源分，可以分为工业副产品类及纯化学品类。 按其化学成分来分又可分为：无机盐类、羟基羧酸盐类、多羟基碳水化合物类、木质素磺酸盐类等。 按其化学成分分类如下： 1、无机盐类缓凝剂 最常用的无机盐类缓凝剂有磷酸盐、硼砂、硫酸锌、氟硅酸钠等。 磷酸盐是近年来研究较多的无机缓凝剂。磷酸(H3P04)并无明显的缓凝作用，某些磷酸盐则有较强的缓凝作用。如焦磷酸钠、二聚磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等。掺入磷酸盐会使水泥水化的诱导期延长，并且使硫酸钙的水化速度大大减缓。缓凝的机理主要是：磷酸盐与氢氧化钙反应在已生成的熟料相表面形成了“不溶性”的磷酸钙，从而阻碍了正常水化的进行。 出于性价比的综合考虑，在混凝土中使用较多的为三聚磷酸钠，其掺量在0.1%左右，根据工程要求及施工温度来确定适合掺量。 硼砂又名四硼酸钠，它的缓凝机理，主要是硼酸盐的分子与溶液中的钙离子形成络合物，从而抑制了氢氧化钙结晶的析出。络合物以在水泥颗粒表面形成一层无定形的阻隔层，从而延缓了水泥的水化与结晶析出。硼砂的掺量为水泥质量的1-2%。 其他的无机缓凝剂还有氟硅酸钠，主要用于耐酸混凝土。 硫酸锌具有一定的缓凝作用。但因无机盐类缓凝剂缓凝作用不稳定因此不常使用。 2、有机物类缓凝剂 有机物类缓凝剂是较为广泛使用的一大类缓凝剂，其中又可按其分子结构分成羟基羧酸盐类、糖类及其化合物、多元醇及其衍生物。 A、羟基羧酸盐类这是一类纯化工产品。由于其分子结构上含有一定数量的羟基(OH)和羧基(COOH)而得名。 其缓凝作用的机理：这些化合物的分子具有(OH)、(COOH)，它们具有很强的极性，由于吸附作用，被吸附在水化物的晶核（晶胚）上，阻碍了结晶继续生长，主要是对硫酸钙水化物结晶转化过程延缓和推迟。缓凝剂的掺量在0.05-0.2%
高温缓蚀剂综述1
高温缓蚀剂综述 一．研究背景 近年来，随着油田不断加大开采深度及大量高酸原油的进口，我国原油日益重质化、劣质化，其酸值不断提高，对原油加工设备的腐蚀越来越严重，腐蚀问题已成为影响国民经济和社会可持续发展的重要因素。 自20世纪70年代以来，世界上的一些发达国家相继对腐蚀损失做过相对系统的调查。各国的调查显示：腐蚀损失占到了各国国民经济总量的1%~5%，其中腐蚀损失的1/4是可以通过采取普遍使用耐蚀材料及采用适宜的防蚀的方法来加以避免。采用防腐蚀措施后，各国腐蚀损失从1979年占当年GNP的4.9%，降低到1999年的4.2%。早在20世纪20年代，在石油炼制过程中人们就已经对环烷酸造成的腐蚀有所认识，此后人们一直在努力去克服石油炼制过程中环烷酸的腐蚀问题。对于我国来说，胜利原油，辽河原油等都是高酸值的原油，在炼厂炼制原油过程中不可避免的会碰到环烷酸的腐蚀问题。特别是近几年，随着全球原油价格持续攀高，原油品质差价逐渐增大，由环烷酸腐蚀引起的炼厂设备腐蚀问题日趋严重。2004年8月5日中国石油锦州石化公司蒸馏车间二套减压蒸馏装置减压炉炉管四路炉出口管泄漏三路，均发生在每路炉出口的炉管弯头附近和直管段的任何部位，炉管弯头附近和直管段减薄穿孔，被迫临时停工抢修。2006年10月16日中国石油化工股份有限公司武汉分公司1号常减压蒸馏装置扩能改造后减压塔及内构件在高温环烷酸环境下减二、三、四线填料腐蚀严重，集油箱腐蚀减薄、油气管线切向进料口环形分布器入口处箱板冲蚀破损三处约2m2，造成了巨大的经济损失。某企业3号常减压装置，2003年11月发现有一重油高温管线压力表接管焊缝泄漏，进一步扩大检查时发现大部分常压重油高温管线减薄非常严重。该管线从开工到出现泄漏仅运行18个月，年平均减薄3~5mm，常压炉辐射出口管线最薄处只有3mm。扬子石化公司加工酸值较高的鲁宁管输油，导致Cr5Mo炉管在环烷酸腐蚀下局部穿孔泄露而造成停车，给正常生产、安全生产带来非常大的损失。在石油炼制过程中，环烷酸腐蚀是普遍存在的技术难题，要真正的克服该技术难题必须通过研究环烷酸腐蚀的特征、机理、成膜特点、以及从理论上来解释环烷酸腐蚀的特征。通过不断的研究工作来认识环烷酸腐蚀的
聚甲基丙烯酸酯型降凝剂的作用机理和应用范围
聚甲基丙烯酸酯型（PMAs）降凝剂作用机理和应用范围报告机构：绥芬河市万丰源经贸有限责任公司时间：2012年4月17日 关键字：降凝剂，润滑油降凝剂，聚甲基丙烯酸酯型降凝剂，PMAs,降凝剂的作用机理，如何选用降凝剂，降凝剂的应用范围，降凝剂的生产工艺，降凝剂的基本结构 一、降凝剂发明和为什么要使用降凝剂 降凝剂的出现是在20世纪20年代末期，偶然发现了氯化石蜡与萘的缩合物具有降凝作用，并于1931年申请了第一个降凝剂专利；30年代相继出现了氯化石蜡和酚的缩合物、聚甲基丙烯酸酯等商品的降凝剂，40年代聚丙烯酰胺、烷基聚苯乙烯等，50年代发表了聚丙烯酸酯、马来酸酯-甲基丙烯酸长链烷基酯共聚物等，60年代发表了烯烃聚合物、醋酸乙酯-富马来酸酯共聚物等，70年代发表了α-烯烃共聚物、马来酸酐-醋酸乙酯共聚物等降凝剂专利。迄今为止发表有关降凝剂的专利已有数百篇，合成的降凝剂也有数十种之多，但作为产品使用和销售的不过十余种。其中常用的有烷基萘、聚酯类、聚烯烃类三大类。 我们大家知道，倾点是在规定的实验条件下，保持油品流动的最低温度，是汽车等机械在冬季能否启动的重要因素，在低温下，环烷基油由于粘度增加而失去流动性，称为粘度倾点，降凝剂对粘度倾点不起作用；而石蜡基油则由于析出蜡结晶形成网状结构而失去流动性，降凝剂就是降低油品的这种倾点。其实要想得到低倾点的润滑油有两种途径，一是对基础油进行深度加氢脱蜡，可以得到低倾点的基础油，这样油品的收率降低了，同时脱掉大量有用的正构烃，也有损
油品质量和对添加剂的感受性；二是进行适度的脱蜡后，再加降凝剂达到要求的倾点，这是一种比较经济可行的办法，也是目前润滑油调和企业比较采用的一种普遍手段。我们国家石蜡基润滑油比例较大，降凝问题比较突出，所以油品中一般需要加入一定剂量的降凝剂。 二、简单分析降凝剂的作用机理和使用性能区别 1、作用机理：首先我们要了解为什么含蜡油在低温下凝固？ 含蜡油之所以在低温下失去流动性凝固，是由于低温下高熔点的固体烃也就是石蜡分子定向排列，形成针状或者片状结晶并相互联接，形成三维的网状结构，同时将低熔点的油通过吸附或溶剂化包于其中，致使整个油品失去流动性。 有关降凝作用机理的说法较多，但根据降凝剂在含蜡基础油成 蜡不同阶段所起的作用的不同，在当前比较公认的有晶核作用、吸附作用、共晶作用、吸附-共晶、增溶作用等。 1.1晶核作用 降凝剂在高于基础油析蜡温度下结晶析出，它起着晶核作用而成为蜡晶发育的中心，使基础油中的小蜡晶增多，从而不易产生大的蜡团。 1.2吸附作用 降凝剂吸附在已经析出的蜡晶晶核活动中心上，从而能改变蜡结晶的取向,减弱蜡晶间粘附作用。 1.3共晶作用 降凝剂在析蜡点下与蜡共同析出，从而改变蜡的结晶行为和取向性，并减弱蜡晶继续发育的趋向，蜡分子在降凝剂分子中烷基链上结晶。
缓凝剂概述
<三>缓凝剂概述 缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性。方便浇注，提高施工效牢，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。目前．木质素硫磺盐是产量较大、应用较为广泛的缓凝剂。除此以外，糖蜜类、羟基羧酸类以及少数无机盐类缓凝剂也得到了普遍使用。因此。结合缓凝剂的不同种类，论述了缓凝荆的缓凝作用机理。 1缓凝剂的种类 缓凝剂的种类按其化学成可分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两大类。 1．1无机缓凝剂 (1)磷酸盐、偏磷酸盐类缓凝剂磷酸盐、偏磷酸盐类缓凝剂是近年来研究较多的无机缓凝剂。正磷酸(H，P00的缓凝作用并不大，但各种磷酸盐的缓凝作用却较强。在相同掺量情况下，磷酸盐类缓凝刺中缓凝作用最强的是焦磷酸钠(№：P如7)。 (2)硼砂(Na：BJ畴·10H20)色粉末状结晶物质。吸湿性强，易溶于水和甘油，水溶液呈弱碱性．在干燥的空气中易缓慢风化。 (3)氟硅酸钠(NaZi瞄白色结晶物质，密度2．689·tin4，微溶于水．不溶于乙醇，有腐蚀性。一般掺量为水泥用量的0．1％-0．2％。 1．2有机缓凝剂 有机缓凝剂按其官能团的不同可分为木质紊磺酸盐、羟基羧酸及其盐、多元醇及其衍生物、糖类及碳水化合物等。 (1)羟基羧酸、氨基羧酸及其盐此类缓凝剂的分子结构中含有羟基，羧酸基或氨基，常见的此类缓凝剂有柠檬酸、葡萄糖酸、水杨酸等及其盐。此类缓凝剂的缓凝效果较强，掺量一般为水泥用量的O．05％--O．2％。 (2)多元醇及其衍生物多元醇及其衍生物的缓凝作用较稳定，特别是在使用温度变化时仍有较好的稳定性。其中一元醇缓凝作用较小．但随烷基的增加。表面话性增强；二元醇中的乙二醇基本没有缓凝作用，丙二醇以后的二元醇缓凝作用逐渐增强；丙三醇缓凝作用很强，甚至可以使水泥水化作用完全停止。此类缓凝剂掺量一般为水泥用量的0．05％-0．2％之间。 (3)糖类 葡萄糖、蔗糖及其衍生物和糖蜜及其衍生物．由于原料广泛、价格低廉，同时具有一定的缓凝作用。因此使用也较为广泛。其掺量一般为胶凝材料用量的O．1％-0．3％。 2缓凝剂的作用机理 2．1无机缓凝剂作用机理 水泥浆体凝聚过程的发展取决于水泥矿物的组成和胶体粒子问的相互作用．同时也取决于水泥浆体中电解质的存在状态。如果胶体粒子之间存在相当强的斥力，水泥凝胶体系将是稳定的．否则将产生凝聚。电解质能在水泥矿物颗粒表面构成双电层，并阻止粒子的相互结合。当电解质过龟时，双电层被压缩，粒子问的引力强，水泥凝胶体开始凝聚。绝大多数无机缓凝剂都是电解质盐类，可以在水溶液中电离出带电离子。阳离子的置换能力随其电负性的大小、离子半径以及离子浓度不同而变化。而同价数的离子的凝聚作用取决于它的离子半
绿色缓蚀剂的研究现状及举例
绿色缓蚀剂的研究现状及举例 总结国内外缓蚀剂的发展不难发现，虽然各种介质中缓蚀剂的研究成果层出不穷，但其在实际运用中却不够完善和成熟。尤其是绿色环保型缓蚀剂研究仍处于实验探索阶段，在该领域仍需要在提高缓蚀作用效果、机理研究和低成本低污染等方面做得更深入的研究。 我国近10年对各类缓蚀剂的研究和应用发展很快，部分产品性能达到国际领先水平， 但总体水平与国外还有很大差距。研究人员认为今后应着重从以下几个方面探索绿色缓蚀剂的发展： 1从天然植物、海产植物中，提取、分离、加工新型绿色缓蚀剂有效成分的方法。 2利用医药、食品、工农业副产品提取有效缓蚀剂组成，并进行复配或改性处理，开发新型绿色缓蚀剂。 3运用量子化学理论、灰色关联分析、人工神经网络方法等科学技术合成高效低毒多功能新工艺型绿色缓蚀剂和低聚体新型绿色缓蚀剂。 4对钼酸盐、钨酸盐、稀土元素金属等无机缓蚀剂深入进行研究，研制出新型高效绿色缓蚀剂。 5利用先进的分析测试仪器和新的研究方法，研究缓蚀剂的作用机理及协同作用机理，指导新型绿色缓蚀剂的开发。 以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓材料的化学物质或复合物. （1）根据产品化学成分，可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物类缓蚀剂。 ①无机缓蚀剂无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等。 ②有机缓蚀剂有机缓蚀剂主要包括膦酸（盐）、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。 ③聚合物类缓蚀剂聚合物类缓蚀剂只要包括聚乙烯类，POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。 （2）根据缓蚀剂对电化学腐蚀的控制部位分类，分为阳极型缓蚀剂，阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。 ①阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。这样就抑制了金属向水中溶解。阳极反应被控制，阳极被钝化。硅酸盐也可归到此类，它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的的。阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的
缓蚀剂的缓蚀效率及其评价方法(最新版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 缓蚀剂的缓蚀效率及其评价方 法(最新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
缓蚀剂的缓蚀效率及其评价方法(最新版) 缓蚀剂的评价采用的是金属腐蚀速率的测试方法，即测定金属在添加一定缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率，并与此金属在不加缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率进行对比，从而确定缓蚀效率和最佳使用条件。 (1)缓蚀剂的缓蚀效率 缓蚀效率是表征缓蚀剂性能的重要参数，定义为： 式中v0 ——未加缓蚀剂时金属的腐蚀速率，单位为g/(m2 ·h)或mm/a等； v——加缓蚀剂后金属的腐蚀速率，单位为g/(m2 ·h)或mm/a等； η——缓蚀剂的缓蚀效率。 (2)缓蚀剂缓蚀效果的评价方法
①实验室测试方法： a.失重法失重法是最常见的、最简单的测定缓蚀剂缓蚀效果的方法。它通过实验室模拟腐蚀介质环境和现场试验来进行。分别测取金属在未加缓蚀剂和加入缓蚀剂后的腐蚀介质中的腐蚀失重，从而确定其腐蚀速率，再比较缓蚀剂的缓蚀效果。缓蚀剂配方的筛选、浓度、用量的选用、失效期的测定及复配物的选择也可采用失重法。 b.电化学法电化学方法采用电化学极化手段，利用电化学动力学理论和测试手段，通过对缓蚀剂加入前后在腐蚀介质中金属表面的极化特征的研究，以及利用T如l曲线外推法和极化电阻法对金属腐蚀速率的测定，来评价金属在缓蚀剂中缓蚀性能的优劣。 c.光谱法和表面谱法近年来，采用光谱法和表面谱法对添加缓蚀剂后金属表面膜结构的作用的研究，也已成为评价缓蚀剂的手段和技术。例如利用吸收光谱、拉曼散射光膜、X线光电子能谱和俄歇电子能谱等技术。 ②现场评价方法在现场腐蚀敏感部位进行“挂片”试验检测，定期取出样片检测其失重和局部腐蚀情况；定期分析腐蚀介质中的
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向 1 缓蚀剂概述 在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物”。 缓浊剂是具有抑制金属锈蚀性质的一类无机物质和有机物质的总称。某些有机物质，被有效地吸附在金属的表面上，从而明显地影响表面的电化学行为。其作用机理有抑制表面的阳极反应和抑制阴极反应两种，结果都是使腐蚀电流降低。 缓蚀剂的作用不仅如此，它作为金属的溶解抑制剂还有许多实用价值。如用在化学研磨、电解研磨、电镀和电解冶炼中的阳极解、刻蚀等。总之，在同时发生金属溶解的工业方面，或县为了抑制过度溶解或是为了防止局部浸蚀使之均匀溶解。缓蚀剂都起着重要的作用。另外，电镀中的整平剂，从其本来的定义备不属于缓蚀剂的畴；但是，其作用机理(吸附)和缓蚀剂的机理类似。具有整平作用的物质，同时有效地作为该金属的缓蚀剂的情况也是常的。下图给出了有无缓蚀剂的不同效果：
图1 缓蚀剂的效果 2 不同类型的缓蚀剂及其作用原理 2.1 阳极型缓蚀剂及其作用原理 阳极型缓蚀剂也称阳极抑制型缓蚀剂，主要是抑制阳极过程而使腐蚀速度减缓。如中性介质中的亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠等，它们能增加阳极极化，从而使腐蚀电位正移。通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝化。该类缓蚀剂属于“危险型”缓蚀剂，用量不足会加快腐蚀。 作用过程：（a）具有强氧化作用的缓蚀剂，使金属钝化（亚硝酸钠，高铬酸等）；（b）具有阴极去极化性的钝化剂，在阴极被还原，加大阴极电流，使体系的氧化还原电位向正方移动，超过钝化电位，而使腐蚀电流达到很低的值。（亚硝酸盐、硝酸盐与高价金属盐属于此类；铬酸盐、磷酸盐、钼酸盐、钨酸盐等在酸性溶液中也属于此类。） 图2 阳极型缓蚀剂作用原理 2.2 阴极型缓蚀剂及其作用原理 阴极型缓蚀剂也称阴极型抑制，其主要包括：酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸
原油降凝剂种类概述
原油降凝剂种类概述 摘要：在我国原油处理中，常使用降凝剂，原油降凝剂的作用是降低原油粘度，使原油在开采和运输过程中，减少阻力，增产增效。本文总结回顾了原油降凝剂的发展历程，详细介绍了各类原油降凝剂及其特点。 关键词：降凝剂发展历程特点 我国原油大部分属于高含蜡原油，蜡含量高达l5％～37％，个别原油蜡含量高达40％以上，且大部分集中在润滑油馏分内。此外，原油还含有胶质和沥青质等多种组分，给石油的开采和运输带来很多困难。如原油中含的水分就必须脱除，否则不仅影响后加工，也会增大运输负荷。由于原油的这种复杂组成，使得当温度降到某一值时，原油开始析出微小的晶粒，随着温度不断下降，蜡晶逐渐增多，最终形成结晶而失去流动性。由此可见，降低原油凝固点和改善其流动性能有着很重要的意义。为改善含蜡原油的流动性，采用了热处理、添加减阻剂、稀释、水悬浮等多种输送方法，但这些方法普遍存在能耗大、设备投资和管理费用高，且停输后再启动困难等问题。从降低能耗和生产成本、提高管道运行的安全性角度，向原油中添加合成化学降凝剂，是实现原油常温乃至低温输送的最简便、有效的方法。化学添加剂是通过降低原油凝固点、降低其粘度或减少其流动阻力来改进原油流动性的。 目前，最受瞩目的方法是加入降凝剂降低原油的凝点，增加其流动性。原油降凝剂是原油流动改性剂的一个重要组成部分，又称为低温流动改进剂。它们是一类能够降低石油及油品凝固点，改善其低温流动性的物质。近年来，用原油降凝剂来改善含蜡原油流变性的化学改性技术越来越受重视。 1 原油降凝剂的种类 含蜡原油失去流动性的原因是由于在低温下析出蜡晶，这些蜡晶大多呈板状或针状，并且相互结合在一起形成三维网目构造，把低凝点的油分、胶质、沥青质、污泥、水等吸附并包在里面，形成蜡膏状物质，而使原油失去流动性。降凝剂的作用是影响蜡晶形态和网目构造的发育过程，改变原油中蜡晶的尺寸和形状，阻止蜡晶形成三维空间网络结构。但是，降凝剂不能抑制蜡晶的析出，只能
生物柴油的低温流动性及其降凝剂
生物柴油的低温流动性及其降凝剂摘要：生物柴油是典型的“绿色可再生能源”。然而生物柴油的凝点一般在O℃时，其低温结晶和凝胶化限制了生物柴油在低温时的应用。生物柴油低温流动性能主要与生物柴油中的饱和脂肪酸甲酯的含量和分布有关，还与脂肪酸酯的支链程度有关。综述了改善生物柴油低温流动性的方法，降凝剂的作用机理及生物柴油降凝荆的研究、应用及发展前景。关键词：生物柴油；降凝剂；冷凝点；降凝机 理随着对能源需求量的日益增加和环保法规的日益严格，在众多的柴油机代用燃料中，生物柴油以其低排放，可直接应用于现有柴油机，无需对其进行结构改造而备受各国青睐。我国政府对生物燃料非常重视，并制定了多项政策以促进其发展。在国民经济和社会发展“十五纲要”中提出了要发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展的方向。所谓生物柴油就是以动植物油脂为原料，经化学反应变成可供柴油内燃机使用的一种燃料网。生物柴油是典型的“绿色可再生能源”。然而生物柴油的凝点一般在O℃时，其低温结晶和凝胶化限制了生物柴油在低温时的应用，因此改善生物柴油的低温流动性能尤为重要。一一、生物柴油的物化性质以常用的7种食用植物油为原料，采用碱催化酯交换法制成的纯植物油生物柴油为例，其各种生物柴油中脂肪酸甲酯的分布[91和凝点、冷滤点、倾点和粘度值如表1，表2。表1 7种植物油生物柴油中脂肪酸甲酯的相对含量从表l中可以看出不同生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：菜籽油生物柴油>葵花籽油生物柴油>芝麻油生物柴油>玉米油生物柴油>大豆油生物柴油>花生油生物柴油>棉籽油生物柴油。生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：棉籽油生物柴油>花生油生物柴油>大豆油生物柴油>玉米油生物柴油>芝麻油生物柴油>葵花籽油生物柴油>菜籽油生物柴油，与生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量的顺序正好相反。表2 7种植物油生物柴油的低温流动性能和粘度数据从表1可知，生物柴油的主要成分是混合脂肪酸甲酯，因此脂肪酸甲酯的分布与生物柴油的低温流动性能关系密切。从表1和表2可知，除花
缓凝剂对混凝土性能的影响_
缓凝剂对混凝土性能的影响 摘要：混凝土凝结硬化快慢决定于水化反应的快慢。加入缓凝剂，水泥水化反应变慢，混凝土凝结时间变长，有关混凝土性能也将随之发生变化。当缓凝剂掺量过大，水泥反应时间过长，导致有未反应的水泥内核，直接导致混凝土相关性能的降低甚至损失。当掺量过少时，缓凝剂未起到相应的作用，混凝土缓凝失败。当缓凝剂和其他外加剂共用时，将使混凝土某些性能得到强化，更好适应工程应用。 关键词：混凝土性能缓凝剂缓凝作用 1缓凝剂的工作原理分析 1-1水泥水化反应过程 水泥的水化反应主要是四种主要熟料矿物与水反应，即硅酸三钙的水化、硅酸二钙的水化、铝酸三钙的水化和铁铝酸四钙的水化。四种矿物熟料主要水化产物为钙矾石、CSH凝胶、羟钙石。反应过程中，铝酸三钙C3A水化速度最快、水化热最多，但是对水泥石抗压强度贡献低。铁铝酸四钙C4AF水化速度快、水化热中等，同样对水泥石抗压强度贡献低，但是水泥石抗折强度主要来源。硅酸三钙C3S 水化速度快、水化热多，对水泥石早期强度贡献大。硅酸二钙C2S 水化速度慢、水化热少，对水泥石后期强度贡献大。 1-2缓凝剂的缓凝机理 由文献1、文献5可知，对缓凝剂作用机理的认识主要存在四种理论: 吸附理论、络合物生成理论、沉淀理论和Ca( OH) 2 结晶理论。 吸附理论认为大多数有机缓凝剂具有表面活性, 能在水泥颗粒的固液界面吸附, 改变了水泥颗粒表面的亲水性, 形成一层可抑制水泥水化的缓凝剂膜层, 从而导致混凝土凝结时间的延长。络合物生成理论认为缓凝剂分子可以与水泥水化生成的Ca2+ 形成络盐, 在水泥水化初期控制了液相中Ca2+ 离子浓度, 阻止水泥水化相的形成, 产生缓凝作用。比如三聚磷酸钠能与Ca2+ 生成稳定的络合物, 在水泥水化初始阶段, 阻碍了水化产物Aft 的形成, 抑制了水化产物CSH 的结晶成长, 延缓了C3 S 和C3A 的水化。沉淀理论认为有机或无机缓凝剂通过在水泥颗粒表面形成一层不溶性的薄层, 阻止水泥颗粒与水的接触, 因而延缓了水泥的水化, 起到缓凝作用。Ca( OH ) 2 结晶成核抑制理论认为缓凝剂通过吸附在Ca( OH ) 2 晶核上, 抑制Ca( OH) 2 结晶继续生长而产生缓凝作用。
缓蚀剂及其发展现状
缓蚀剂及其发展现状 在很久以前，人们就发现往腐蚀介质中添加少到不至于改变介质性质的某化学物质能够明显抑制腐蚀的发生。这就是缓蚀剂(英文：Corrosioninhibitor)。按照其应用的环境，缓蚀剂可分为酸性介质缓蚀剂、中性介质缓蚀剂。本论文主要研究中性盐水介质中的缓蚀剂，故仅对中性介质用缓蚀剂的发展作以回顾和展望。中性介质中使用的缓蚀剂又分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物缓蚀剂等。 1．3．1无机缓蚀剂 较早应用的无机缓蚀剂有铬酸盐、重铬酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐。这些无机缓蚀剂在应用中被证明是有效的，而今有的仍被广泛的应用，后来又发展应用了聚磷酸盐。但是，无机缓蚀剂的应用有很多缺点。例如，无机缓蚀剂的用量一般较大，这就增加了应用的成本。并且，多数无机缓蚀剂对环境是不友好的，其应用从而受到制约。目前，无机缓蚀剂的使用多数是与有机缓蚀剂复配。这样，不但大大减少了其用量，而且由于两者之间的协同效应也提高了其缓蚀效果。 1．3．2有机缓蚀剂 有机缓蚀剂是含N 、P 、S 等杂原子的有机化合物。根据所含杂原子的不同有机缓蚀剂又可分为以下几类。 (1)含氮类有机缓蚀剂 这类缓蚀剂应用最早，最广。盐水体系中常用的是有机胺类吸附型缓蚀剂，该类缓蚀剂是通过氮原子吸附到钢铁表面而疏水基团伸展于水相形成一种致密的物理膜，阻挡介质与钢铁表面的接触，从而降低腐蚀速度。正是由于起作用的是物理膜，其应用有很大的局限性。如高温会发生物理膜脱附而失去缓蚀效果，它也阻挡不了氯离子的穿透。这类缓蚀剂的代表是季 铵盐、胺类、酰胺类。包括直链及环状化合物。 (2)含硫类缓蚀剂 作为盐水体系用的含硫类缓蚀剂的发展是近十几年的事情。这类缓蚀剂的代表是硫氰酸盐及硫脲类化合物。据资料介绍，该类缓蚀剂主要应用在高温环境中，而在低温(低于120"C)盐水中，其缓蚀效果不超过50％。该类缓蚀剂的作用机理尚不清楚。一般认为，硫原子在一定的温度下与金属发生化学反应(是腐蚀过程)。形成一层致密的保护膜。这层保护膜较致密，在高温条件下稳定性很好，所以，在高温下才能显示其优良的缓蚀效果。但是，硫的化合物对环境的影响也是不用忽视的问题。例如，含硫的化合物排放到土壤中，能使土壤酸化结块影响植物的生长。
环境友好型缓蚀剂的研究现状及展望
环境友好型缓蚀剂的研究现状及展望 摘要:综述了国内外高效环境友好型缓蚀剂的研究进展, 展望了新型高效环境友好型缓蚀剂的发展趋势。从对环境友好型缓性剂制备方法的改进和开发该类缓蚀, 存在的问题等方面进行综合评价, 指出运用绿色化学的思想研究和制备环况友好型缓饮是未来缓性剂的发展方向。 关键词:腐蚀环境友好缓蚀剂 Environmental Friendly Corrosion Inhibitors Research Present Situation And Prospect Abstract :At Home And Abroad Were Summarized Efficient Environment Friendly Corrosion Inhibitors Research Progress,The Prospect Of New And High Efficient Environmental Friendly Corrosion Inhibitors Trend Of Development.Corrosion Inhibition From The Improvement And Development Of Environment-Friendly Sexual Relief Agent Preparation Method Such, The Existing Problems Of The Comprehensive Evaluation, Pointed Out That The Idea Of Using Green Chemical Research And Preparation Ring In Friendly Slow Drink Is The Future Of Slow The Development Direction Of The Agent. Key Words: Corrsosion Environment Friendly Corrosion Inhibitors
新型超缓凝剂性能研究及作用机理探讨_唐玉超
新型超缓凝剂性能研究及作用机理探讨 唐玉超1，陈良2，罗作球2，袁启涛2，王婵1 （1. 中建商品混凝土有限公司，湖北武汉 430000；2. 中建商品混凝土天津有限公司，天津 300457） ［摘 要］保坍缓凝剂的研究是近年来国内外混凝土技术研究的几个热点之一。自主设计研发的混凝土超缓凝剂保坍、缓凝效果优良，一定程度上可改善混凝土和易性，提高混凝土 28d 抗压强度，降低水泥水化最高温升，减少混凝土收缩。特别适用于大体积、超大超长桩基等对混凝土水化温升、凝结时间及收缩有特殊要求的工程。微观分析表明，超缓凝剂严重抑制了水泥中 C 3S 和 C 3 A 两种主要矿物的早期水化，但是对水泥中后期水化无明显影响。 ［关键词］还原剂；聚羧酸减水剂；合成研究 Performance research and mechanism investigate of new super-retarding agent Tang Yuchao1, Chen Liang2, Luo Zuoqiu2,Yuan Qitao2, Wang Chan1 ( 1. China Construction Ready Mixed Concrete Co.,Ltd, Wuhan 430000, Hubei,China; 2. China Construction Ready Mixed Concrete Tian Jin Co.,Ltd., Tianjin 300457, China) Abstract: The study of concrete slump retarder is one of several hot spots at home and abroad in recent years. Concrete super-retarding agent designed and developmented independently has excellent slump-retaining and retarding effect. New concrete super-retarding agent improves the workability of concrete, improves the compressive strength, reduces the maximum temperature rise of cement hydration, reduces shrinkage of concrete helped to improve concrete volume stability, especially for large volume, long oversized pile of concrete and other concrete which has special requirements to hydration temperature, setting time and shrinkage. Microscopic analysis shows that new concrete super-retarding agent inhibites severely the early hydration of two main mineral C 3S and C 3 A of cement but has no signi? cant effect on the post-hydration. Keywords: reducing agent; polycarboxylate superplasticizer; research of synthesis 0 引言 混凝土超缓凝剂是一种能够在长时间内任意调节混凝土凝结时间，但不影响混凝土后期强度的外加剂。这种外加剂主要用于在长时间干燥、高温环境下施工的混凝土工程，以及其他要求混凝土保持长时间塑性的工程[1]。目前世界上研究和使用此种缓凝剂较多的是美国、日本、南非等国家和地区。混凝土超缓凝剂是一种跨国公司开发并被技术垄断的一种新型的具有优良施工性能的混凝土外加剂，目前在国内还没有同类产品[2]。 目前，国内外应用的混凝土保塑缓凝剂分为两大类，无机类和有机类。无机类主要包括硼砂、氧化锌、磷酸盐和偏磷酸盐等。无机保塑缓凝剂的作用机理在于在水泥颗粒表面形成一层难溶性的膜，阻碍水泥水化过程。无机盐类保塑缓凝剂的缓凝作用表现得不够稳定，因而较少使用[3]。有机类主要包括木质素磺酸盐、羟基羧酸（盐）、糖类及碳水化合物、多元醇及其衍生物等。有机保塑缓凝剂中，特别是各种羟基羧酸及其盐类，如酒石酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、葡萄糖酸及它们的盐是常用的保塑缓凝剂，它们往往与促凝剂或速凝剂一起复合用于快凝快硬水泥的调凝，其中以葡萄糖酸盐的效果最佳[4]。但目前这些缓凝剂均存在一些缺陷：一是适用范围小，只能在较短时间内保持混凝土塑性，当掺量超过一定值后，混凝土会出现不凝、强度下降等问题；二是缓凝剂与目前广泛应用的各类减水剂、水泥品种适应性较差。传统混凝土缓凝剂已不能满足社会发展的需要。 针对传统超缓凝剂的不足，本文从水泥水化机理研究，确定可以延缓水泥水化的分子构型，通过目标反应物的优选、合成工艺控制与优化，制备出混凝土新型超缓凝剂。混凝土新型超缓凝剂合成方式简单，反应条件缓和，绿色无污染；原材料广泛易获取，成本低廉。 1 原材料与试验方法 1.1 原材料 水泥：采用 P·O42.5 水泥，密度 3.1g/cm3，比表面积3500cm2/g，标准稠度用水量 26%，安定性采用沸煮法合格，初凝时间 213min，终凝时间 325min，3d 抗压强度 27.5MPa，28d 抗压强度 49.2MPa。水泥氯离子及碱含量合格。 粉煤灰：采用Ⅰ级粉煤灰，其特点是含碳量低、需水量小。细度 10.3%，烧失量 2.6%，需水量比为 93%，Cl- 含量