(3)根据生成保护膜的类型分类
① 氧化膜型缓蚀剂
典型的氧化膜型缓蚀剂包括铬酸盐、钼酸盐、重铬酸盐、钨酸盐、亚硝酸盐等。其中亚硝酸盐和铬酸盐都是不需要水中的溶解氧的帮助就可以与金属发生反应的强氧化剂,能够在金属表面的阳极区形成一层致密的氧化膜。其余的几种都需要氧的帮助才可以在金属表面形成氧化膜,原因是本身的氧化能力较弱或者因为本身并非氧化剂。
② 沉淀膜型缓蚀剂
沉淀膜型缓蚀剂本身是水溶性的,在溶液中它们是由Zn2+、Ca2+与PO43-、CO32-和OH-与金属表面的阴极区反应,生成膜并沉积于表面。常见的包括硅酸盐、锌的磷酸盐、疏基苯并噻唑、钙的磷酸盐和碳酸盐等。由于沉淀型缓蚀膜具有多个小孔,并且没有和金属的表面直接粘合起来,导致沉淀膜型缓蚀剂在金属表面附着不好的现象,缓蚀性能没有氧化型缓蚀膜的好。
③ 吸附膜型缓蚀剂
吸附膜型缓蚀剂大多数是一些具有极性基团的有机缓蚀剂。这类缓蚀剂缓解电化学腐蚀的机理是阻碍相应的电化学反应。吸附膜型缓蚀剂可以与金属的表面电荷作用并吸附在金属表面,形成一层缓蚀膜附着在整个区域,抑制阴极和阳极的反应。例如某些羟基的、含硫的、含氮的具有表面活性的有机化合物,其分子中含有的基团性质不同或相反:亲油基团和亲水基团。能够保护金属表面不受水的腐蚀的原因是,这些物质的分子通过亲水基团吸附在金属的表面上,形成了一层严密的膜隔离水分,缓解腐蚀。在金属表面呈洁净或者呈活性状态的前提下,这类缓蚀剂形成吸附膜缓蚀效果良好。但是如果在金属表面有积垢或者已腐蚀的情况下,就形成的缓蚀膜的效果将会大大下降。为了获得较好性能的缓蚀膜,可以适当加入少量表面活性剂,来辅助这类缓蚀剂的成膜过程。
(4)按缓蚀机理分类
① 阻挡层型缓蚀剂
这种缓蚀剂在金属表面形成阻挡层,它们有在金属表面沉积和阻碍腐蚀反应的能力,可以使反应速率大大降低。
② 中和型缓蚀剂
在很多体系中,腐蚀过程是H+还原成H2。在室温下,在中性溶液中,H+离子的浓度是相当小的,相对于溶液中溶解氧来说更是如此。因此上述反应通常可以忽略不计。但是,在高温下,随着H+离子的扩散作用的增强,它的浓度也随之增大,H+离子的还原成为主要反应。甚至在外界条件下,化学过程也能局部产生H+离子,H+离子再参与腐蚀过程。于是发展了一种缓剂专门起减少体系中H+离子的作用,即中和型缓蚀剂。
③ 清除型缓蚀剂
上述所描述的中和型缓蚀阻垢剂的投加能降低H+离子的浓度。但是,在很多体系中,仍有少量低浓度的其他腐蚀物质能产生严重的腐蚀问题。因此,在这些体系中就必须使用清除型缓蚀剂,用来清除这些引起严重腐蚀问题的化学物质。
1.4.2 阻垢剂的分类[15]
(1)天然聚合物阻垢剂
天然高分子化合物在是工业上使用最广泛的阻垢剂,这类化合物对Ca2+、Mg2+等盐垢晶体的生长有一定的抑制作用。在20世纪中期,天然聚合物由于其广泛的来源,低廉的价格,又容易通过微生物进行降解等一系列优良性能而得到快速的发展。但是由于其在水处理应用中存在许多缺点,如加料量大,性质不稳定易分解,杂质含量高等等,现在逐渐被大量新型的合成阻垢剂所替代。
(2)合成聚合物阻垢剂
① 羧酸类聚合物阻垢剂
羧酸类聚合物阻垢剂是由一种或多种羧酸类单体聚合而成的一类水溶性高分子物质。聚合物中的-COOH基团是羧酸类聚合物阻垢剂中起主要作用的,它对Ba2+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe3+等具有较强的螯合能力。这类阻垢剂能达到阻垢和防垢的原因是其不仅具有扩散和聚集的作用,还能在结垢的过程中干扰晶格的正常排列。