一、有機(jī)膦酸的阻垢機(jī)理
有機(jī)膦酸的阻垢機(jī)理比較復(fù)雜，說(shuō)法也有多種，目前大致有以下兩種說(shuō)法。
1.晶格畸變論
碳酸鈣垢是結(jié)晶體，它的成長(zhǎng)是按照嚴(yán)格順序，由帶正電荷的Ca2+與帶負(fù)電荷的CO32+相撞才能彼此結(jié)合，并按一定的方向成長(zhǎng)。在水中加入有機(jī)膦酸時(shí)，它們會(huì)吸附到碳酸鈣是晶體的活性增長(zhǎng)點(diǎn)上與Ca2+螯合，抑制了晶格向一定的方向成長(zhǎng)，因此使晶格歪曲，長(zhǎng)不大，也就是說(shuō)晶體被有機(jī)膦酸表面去活劑的分子所包圍而失去活性。這也是產(chǎn)生前述臨界值效應(yīng)的機(jī)理。同樣，這種效應(yīng)也可阻止其他晶體的沉淀。另外，部分吸附在晶體上的化合物，隨著晶體增長(zhǎng)被卷入晶格中，使CO32+晶格發(fā)生位錯(cuò)，在垢層中形成一些空洞，分子與分子之間的相互作用減小，使硬垢變軟。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，有機(jī)膦酸能使CO32+晶體嚴(yán)重畸變。這可能是由于有機(jī)膦酸分子量較小，它吸附在CO32+晶?；钚栽鲩L(zhǎng)點(diǎn)上干擾了晶粒向一定方向成長(zhǎng)，因而產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。
2.增加成垢化合物的溶解度
有機(jī)膦酸在水中能離解出H+，本身成帶負(fù)荷的陰離子，如這些負(fù)離子能與Ca2+、Mg2+等金屬離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物，從而提高了CO32+晶粒析出時(shí)的過(guò)飽和度，也就是說(shuō)增加了CO32+在水中的溶解度。有人通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出，水中加入1～2mg/L的HEDP后，可使CO32+析出的臨界PH值提高1.1左右。另外，由于有機(jī)膦酸能吸附在CO32+晶粒活性增長(zhǎng)點(diǎn)上，使其畸變，即相對(duì)于不加藥劑的水平來(lái)說(shuō)，形成的晶粒要細(xì)小得多。從顆粒分散度對(duì)溶解度影響角久看，晶粒細(xì)小也就意味著CO32+溶解度變大，因此提高CO32+析出時(shí)的過(guò)飽和度。
二、聚羧酸的阻垢和分散機(jī)理
聚羧酸的阻垢和分散機(jī)理也有多種說(shuō)法，歸納起來(lái)大致有以下三種。
1.增溶作用
這種說(shuō)法與有機(jī)膦能提高成垢化合物的溶解度相似，即聚羧酸溶于水后發(fā)生電離，生成帶負(fù)電荷的分子鏈，這些帶負(fù)電荷的分子鏈可與Ca2+形成能溶于水的絡(luò)合物，從而使成垢化合物的溶解度增加，起到阻垢作用。
2.晶格畸變作用
由于聚羧酸的分子量相當(dāng)大，是線性離分子化合物，它除了一端吸附在CO32+晶粒上以外，其余部分則圍繞晶粒周圍，使其無(wú)法增長(zhǎng)而變得圓滑。因此晶粒增長(zhǎng)受到干擾而歪曲，晶粒變得細(xì)小，形成垢層松軟，極易被水流沖洗掉。大量實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐都證實(shí)了這種說(shuō)法。
3.靜電斥力作用
因?yàn)榫埕人嵩谒须婋x成陰離子后有強(qiáng)烈的吸附性，它會(huì)吸附到懸浮在水中的一些泥砂，粉塵等雜質(zhì)的粒子上，使其表面帶有相同的負(fù)電荷，因而使粒子間相互排斥，呈分散狀態(tài)懸浮于水中。
