缓蚀剂种类,作用原理(图文)详解
前言：
缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。
它的用量很小(0.1%～1%)，但效
果显著。主要用于中性介质（锅
炉用水、循环冷却水）、酸性介
质（除锅垢的盐酸，电镀前镀件
除锈用的酸浸溶液）和气体介质
（气相缓蚀剂）。缓蚀效率愈大，
抑制腐蚀的效果愈好。有时较低剂量的几种不同类缓蚀剂配合使用可获得较好的缓蚀效果,这种作用称为协同效应；相反地,若不同类型缓蚀剂共同使用时反而降低各自的缓蚀效率，则称为拮抗效应。缓蚀剂可按作用机理或保护被膜特性进行分类。
常见种类
① 钝化剂：一般是无机类的强氧
化剂.
例如,铬酸盐、硝酸盐、钼酸盐等.
它们的作用就是使腐蚀介质具有
更强的氧化性,使金属表面保持完
整的氧化膜.其作用和电化学的阳
极保护异曲同工.
② 有机缓蚀剂：其中包括酸洗缓蚀剂和抗蚀油脂.
钢铁的酸洗是许多加工过
程的必不可少的预处理工
序,目的是除去钢铁表面的
氧化物,但这个过程必然也
会使金属本身受到腐蚀.为
了减少金属的腐蚀,在酸洗
时必须加入缓蚀剂.
这种缓蚀剂通常有：邻位和对位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、对位硫甲酚等.
其作用机理是：缓蚀剂被普遍地吸附于钢铁的表面,使得钢铁酸洗时引起腐蚀的电极反应受到阻化.有的缓蚀剂可以提高氢的超电压,使氢离子还原的阴极反应受阻；有的缓蚀剂可使铁氧化为二价铁离子的反应受阻,使阳极极化.但一般认为,缓蚀剂可以同时减慢阴极和阳极的反应,使钢铁的腐蚀速率明显降低.抗蚀油脂用于金属材料和制件在运输和贮藏期间的暂时防腐,它主要由油、脂或蜡等加入少量有机添加剂组成.这种有机添加剂一般是极性化合物,可吸附于金属表面.
其作用机理相似于酸洗缓蚀剂,所不同的是,要求抗蚀油脂中的添加剂在近中性的条件下发生作用,而酸洗缓蚀剂要求在酸性条件下发生作用.作为抗蚀油脂中的添加剂的有机物质通常为：有机胺类、
环烷酸锌、各种石油产品氧化的产物、磺化油的碱金属和碱土金属的盐等.
③ 气相缓蚀剂：气相缓蚀剂是一
种能挥发,但蒸气压较低且其蒸气
具有防腐作用的物质.
它主要用于重要机器零件（如轴
承等）在贮藏和运输过程中的防
腐.其防腐机理并不十分清楚,主要还是和气相缓蚀剂在金属表面的吸附有关.最有效也是使用最广的一种气相缓蚀剂是亚硝酸二环己烷基胺,这是一种无毒无气味的白色结晶,挥发较慢,在较好的封闭包装空间中,室温下对钢铁制件可以有一年的有效防腐期.它的缺点是,会加速一些有色金属如锌、锰、镉等的腐蚀,所以在使用时应特别注意制件中有无有色金属.
配方
配方以阻垢缓蚀剂xt-309为例：
原理
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。）
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、硫酸锌、砷离子、锑离子等，能使阴极过程减慢，增大酸性溶液中氢析出的过电位，使腐蚀电位向负移动。此类缓蚀剂是“安全型缓蚀剂”。
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
缓蚀剂原理
缓蚀剂原理 -------冀衡药业酸洗缓蚀剂产品部 在电解质溶液中，金属的腐蚀过程服从电化学过程，因此腐蚀的发生存在着阴极反应和阳极反应。阴极反应对应的是去极化剂接受电子的过程，最常见的两种去极化剂为氢质子和氧气，而阳极反应对应的是金属的溶解过程。从腐蚀电化学原理分析，缓蚀剂加入后使得腐蚀反应的阳极过程或者阴极过程受到抑制，有些缓蚀剂可以同时抑制腐蚀反应的阴极和阳极过程。 大多数无机型缓蚀剂主要使用在中性或偏碱性的介质环境中，它们通常对电极的阳极过程有显著的抑制 作用，通过使金属表面钝化或者在金属表面形成沉积膜进而起到缓蚀作用。随着缓蚀剂使用的发展，无机缓蚀剂的使用并未局限在中性或碱性介质中，如在酸性介质中添加碘化物、亚铜、亚锑盐后，能显著增强有机缓蚀剂的作用效果。有机缓蚀剂在酸性介质中的使用非常广泛，它们通过物理或化学作用力吸附在金属表面，通过改变双电层结构，提高腐蚀反应活化能以及将腐蚀介质和金属基体隔离，进而抑制腐蚀速率，有机缓蚀剂在中性介质中也取得了成功的使用，如有机磷酸盐、苯钾酸盐、咪唑啉在工业水和油田污水处理的使用。 1.无机缓蚀剂作用机理 根据腐蚀电化学原理，通过考察无机缓蚀剂对电极阴阳极的抑制效果，无机缓蚀剂的作用机理可以归纳为阴极型、阳极型、混合型。 (1)阳极抑制机理 图1.2阳极抑制型缓蚀剂作用曲线图
图1.2为阳极抑制型钝化剂作用原理图，当介质中存在阳极抑制型缓蚀剂时，极化曲线阳极部分从活化区转为钝化区，使得腐蚀电流密度显著降低，而极化曲线的阴极部分并没有显著的改变。 (2)阴极型缓蚀剂 图l-1(a)所示的极化曲线阐明了阴极型缓蚀剂的作用机理，从图中可以发现，介质中有阴极型缓蚀剂存在时，极化曲线的阴极部分塔菲尔斜率明显增加，而阳极部分塔菲尔斜率却没有改变，这说明阴极型缓蚀剂主要增加了电极的阴极极化过程，这使得金属的开路电位以及腐蚀电流密度均下降。阴极型缓蚀剂可以通过在金属表面的阴极区成膜来增加阴极极化过程，也可以通过提高阴极反应的过电位从而抑制阴极反应，而在中性介质中，阴极过程主要为氧去极化过程为，因此也可以通过吸收体系中的氧来增加阴极反应的极化，根据阴极型缓蚀剂的不同作用原理，其可以进一步细分为以下几种： A.成膜类阴极型缓蚀剂。这类阴极缓蚀剂通过和介质中的物质反应或者自身吸附，在金属的阴极区间成膜，形成的膜能有效地抑制阴极去极化剂如O2、H+等向界面扩散，使得阴极去极化作用受到有效抑制，进而减缓了腐蚀速率。 B.提高阴极反应过电位缓蚀剂。腐蚀反应的阴极过程大多为氢质子或氧的还原反应，这些阴极反应发生的电位均高于其理论的平衡电位，即存在过电位。特别是在酸性介质中，氢质子的还原反应在不同金属上存在显著的差异，而当介质中存在铋、汞、锑等重金属离子时，将会显著提高氢质子的还原过电位，从而使阴极过程受到抑制，降低腐蚀反应速度。 C.耗氧型阴极缓蚀剂。在中性介质中，腐蚀反应的阴极过程多为氧去极化过程，因此在介质中加入可以和氧发生反应的物质，则可降低介质中的氧含量，使阴极反应受到抑制，进而抑制腐蚀速率。 (3)混合型缓蚀剂 混合型缓蚀剂作用示意图见图1.1(c)，该类型缓蚀剂对腐蚀的阴阳极反应均有明显的抑制作用，由于加入混合型缓蚀剂后电极的阴阳极塔菲尔斜率同时增加，因此自腐蚀电位没有显著改变，但是腐蚀电流密度显著降低，使得金属腐蚀速度受到抑制。 2.有机缓蚀剂作用机理 有机缓蚀剂分子中通常同时具有极性基团和非极性基团，极性基团中存在氮、氧、磷、硫等元素，这些元素均含有孤对电子，而且电负性大，有机缓蚀剂通过极性基团牢固地吸附在金属表面上，而非极性基团排列在介质中，这样一方面有效地隔离了金属和腐蚀介质的接触，阻碍了腐蚀反应产物的扩散，同时还改变了双电层结构，提高了腐蚀反应的活化能，最终抑制了腐蚀反应的进行。有机缓蚀剂的缓蚀性能有赖于
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
有机缓蚀剂的作用机理修订稿
有机缓蚀剂的作用机理 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
有机缓蚀剂的作用机理 ----冀衡酸洗缓蚀剂产品部 有机缓蚀剂分子中通常同时具有极性基团与非极性基团，极性基团中存在氮、氧、磷、硫等元素，这些元素均含有孤对电子，而且电负性大，有机缓蚀剂通过极性基团牢固地吸附在金属表面上，而非极性基团排列在介质中，这样一方面有效地隔离了金属与腐蚀介质的接触，阻碍了腐蚀反应产物的扩散，同时还改变了双电层结构，提高了腐蚀反应的活化能，最终抑制了腐蚀反应的进行。有机缓蚀剂的缓蚀性能有赖于其极性基团在金属表面吸附的强度，而极性基团的吸附可以是物理吸附也可以是化学吸附，或者两种吸附共同存在。 (1)有机缓蚀剂极性基团的物理吸附 关于的物理吸附行为，Mann最早做了深入的研究，他指出在酸性溶液中，吡啶(C5H5N)、烷基胺(RNH2)、硫醇(RSH)及三烷基磷等的中心原子(N、S、P等)含有孤对电子，这些中心原子与酸性溶液中的氢质子结合，最终形成阳离子： RNH2+H+＝(RNH3)+ 形成的缓蚀剂与金属之间存在的范德华力使缓蚀剂吸附在金属表面，这就是物理吸附。物理吸附速度很快，是可逆过程，容易脱附，吸附过程产生的热小，受温度影响小，而且金属和缓蚀剂间没有特定组合。 物理吸附会受到金属表面过剩电荷的显着影响，如上所述，大多有机缓蚀剂在酸性介质中都以阳离子形式存在，如果金属表面带有过剩负电荷，那么金属表面与缓蚀剂之间就会存在强烈的静电引力作用，使得缓蚀剂更容易吸附在金属表面，而且吸附作用力也更强；相反，金属表面如果存在过剩的正电荷，则会一定程度上抑制缓蚀剂向金属表面的吸附。金属表面究竟携带何种过剩电荷，可以通过零电荷电位（即金属表面没有电荷存在时的电位）测量进行考察，零电荷电位可以通过微分电容曲线测试进行确定，即为金属电极双电层电容最小时的电位。当金属开路电位大于零电荷电位时，金属表面带有过剩的正电荷，相反，金属表面则带有过剩的负电荷。在缓蚀剂的实际应用中可以通过改变金属表面携带的过剩电荷量来促进缓蚀剂的物理吸附，如在酸性介质中，添加少量碘化物后，有机胺的缓蚀性能将为显着提高，这主要是碘化物吸附在金属表面后，使得金属表面带有更多的过剩负电荷，促进了有机胺类缓蚀剂在金属表面的吸附；同样有机胺类缓蚀剂之所以在盐酸介质中有着卓越的缓蚀性能，也部分归因于氯离子使得金属表面带有更多的过剩电荷。 (2)有机缓蚀剂极性基团的化学吸附——供电子型缓蚀剂
有机缓蚀剂的作用机理(最新整理)
有机缓蚀剂的作用机理 ----冀衡酸洗缓蚀剂产品部 有机缓蚀剂分子中通常同时具有极性基团与非极性基团，极性基团中存在氮、氧、磷、硫等元素，这些元 素均含有孤对电子，而且电负性大，有机缓蚀剂通过极性基团牢固地吸附在金属表面上，而非极性基团排 列在介质中，这样一方面有效地隔离了金属与腐蚀介质的接触，阻碍了腐蚀反应产物的扩散，同时还改变 了双电层结构，提高了腐蚀反应的活化能，最终抑制了腐蚀反应的进行。有机缓蚀剂的缓蚀性能有赖于其 极性基团在金属表面吸附的强度，而极性基团的吸附可以是物理吸附也可以是化学吸附，或者两种吸附共 同存在。 (1)有机缓蚀剂极性基团的物理吸附 关于有机缓蚀剂的物理吸附行为，Mann最早做了深入的研究，他指出在酸性溶液中，吡啶(C5H5N)、烷基胺(RNH2)、硫醇(RSH)及三烷基磷等的中心原子(N、S、P等)含有孤对电子，这些中心原子与酸性 溶液中的氢质子结合，最终形成阳离子： RNH2+H+＝(RNH3)+ 形成的缓蚀剂与金属之间存在的范德华力使缓蚀剂吸附在金属表面，这就是物理吸附。物理吸附速度很快，是可逆过程，容易脱附，吸附过程产生的热小，受温度影响小，而且金属和缓蚀剂间没有特定组合。 物理吸附会受到金属表面过剩电荷的显著影响，如上所述，大多有机缓蚀剂在酸性介质中都以阳离子形式存在，如果金属表面带有过剩负电荷，那么金属表面与缓蚀剂之间就会存在强烈的静电引力作用，使 得缓蚀剂更容易吸附在金属表面，而且吸附作用力也更强；相反，金属表面如果存在过剩的正电荷，则会 一定程度上抑制缓蚀剂向金属表面的吸附。金属表面究竟携带何种过剩电荷，可以通过零电荷电位（即金 属表面没有电荷存在时的电位）测量进行考察，零电荷电位可以通过微分电容曲线测试进行确定，即为金 属电极双电层电容最小时的电位。当金属开路电位大于零电荷电位时，金属表面带有过剩的正电荷，相反，金属表面则带有过剩的负电荷。在缓蚀剂的实际应用中可以通过改变金属表面携带的过剩电荷量来促进缓 蚀剂的物理吸附，如在酸性介质中，添加少量碘化物后，有机胺的缓蚀性能将为显著提高，这主要是碘化 物吸附在金属表面后，使得金属表面带有更多的过剩负电荷，促进了有机胺类缓蚀剂在金属表面的吸附； 同样有机胺类缓蚀剂之所以在盐酸介质中有着卓越的缓蚀性能，也部分归因于氯离子使得金属表面带有更 多的过剩电荷。 (2)有机缓蚀剂极性基团的化学吸附——供电子型缓蚀剂 相比物理吸附来说，化学吸附作用力更强，吸附更稳定，因此大多数有机缓蚀剂与金属表面的作用力主要是通过化学吸附实现的，而化学吸附实质就是缓蚀剂分子或离子与金属表面原子之间形成了配位键。 与物理吸附不同，化学吸附与金属原子类别、缓蚀剂中心原子附近基团的推电子能力等均有密切关系。以
缓蚀剂原理
缓蚀剂原理 ——冀衡药业酸洗缓蚀剂产品部 在电解质溶液中，金属的腐蚀过程服从电化学过程，因此腐蚀的发生存在着阴极反应和阳极反应。阴极反应对应的是去极化剂接受电子的过程，最常见的两种去极化剂为氢质子和氧气，而阳极反应对应的是金属的溶解过程。从腐蚀电化学原理分析，缓蚀剂加入后使得腐蚀反应的阳极过程或者阴极过程受到抑制, 有些缓蚀剂可以同时抑制腐蚀反应的阴极和阳极过程。 大多数无机型缓蚀剂主要使用在中性或偏碱性的介质环境中，它们通常对电极的阳极过程有显著的抑制 作用，通过使金属表面钝化或者在金属表面形成沉积膜进而起到缓蚀作用。随着缓蚀剂使用的发展，无机缓蚀剂的使用并未局限在中性或碱性介质中，如在酸性介质中添加碘化物、亚铜、亚锑盐后，能显著增强有机缓蚀剂的作用效果。有机缓蚀剂在酸性介质中的使用非常广泛，它们通过物理或化学作用力吸附在金属表面，通过改变双电层结构，提高腐蚀反应活化能以及将腐蚀介质和金属基体隔离，进而抑制腐蚀速率，有机缓蚀剂在中性介质中也取得了成功的使用，如有机磷酸盐、苯钾酸盐、咪唑啉在工业水和油田污水处理的使用。 ,无机缓蚀剂作用机理 根据腐蚀电化学原理，通过考察无机缓蚀剂对电极阴阳极的抑制效果，无机缓蚀剂的作用机理可以归纳 为阴极型、阳极型、混合型。 (1)阳极抑制机理 图1.2阳极抑制型缓蚀剂作用曲线图
图1.2为阳极抑制型钝化剂作用原理图，当介质中存在阳极抑制型缓蚀剂时，极化曲线阳极部分从活化区转为钝化区， 使得腐蚀电流密度显著降低，而极化曲线的阴极部分并没有显著的改变。 (2)阴极型缓蚀剂 图l-1(a)所示的极化曲线阐明了阴极型缓蚀剂的作用机理，从图中可以发现，介质中有阴极型缓蚀剂 存在时，极化曲线的阴极部分塔菲尔斜率明显增加，而阳极部分塔菲尔斜率却没有改变，这说明阴极型缓蚀剂主要增加了电极的阴极极化过程，这使得金属的开路电位以及腐蚀电流密度均下降。阴极型缓蚀剂可以通过在金属表面的阴极区成膜来增加阴极极化过程，也可以通过提高阴极反应的过电位从而抑制阴极反应，而在中性介质中，阴极过程主要为氧去极化过程为，因此也可以通过吸收体系中的氧来增加阴极反应 的极化，根据阴极型缓蚀剂的不同作用原理，其可以进一步细分为以下几种： A.成膜类阴极型缓蚀剂。这类阴极缓蚀剂通过和介质中的物质反应或者自身吸附，在金属的阴极区间成膜，形成的膜能有效地抑制阴极去极化剂如02、H+等向界面扩散，使得阴极去极化作用受到有效抑制， 进而减缓了腐蚀速率。 B.提高阴极反应过电位缓蚀剂。腐蚀反应的阴极过程大多为氢质子或氧的还原反应，这些阴极反应发生 的电位均高于其理论的平衡电位，即存在过电位。特另U是在酸性介质中，氢质子的还原反应在不同金属上存在显著的差异，而当介质中存在铋、汞、锑等重金属离子时，将会显著提高氢质子的还原过电位，从而 使阴极过程受到抑制，降低腐蚀反应速度。 C.耗氧型阴极缓蚀剂。在中性介质中，腐蚀反应的阴极过程多为氧去极化过程，因此在介质中加入可以 和氧发生反应的物质，则可降低介质中的氧含量，使阴极反应受到抑制，进而抑制腐蚀速率。 (3)混合型缓蚀剂 混合型缓蚀剂作用示意图见图 1.1(c)，该类型缓蚀剂对腐蚀的阴阳极反应均有明显的抑制作用，由于 加入混合型缓蚀剂后电极的阴阳极塔菲尔斜率同时增加，因此自腐蚀电位没有显著改变，但是腐蚀电流密度显著降低，使得金属腐蚀速度受到抑制。 ~有机缓蚀剂作用机理 有机缓蚀剂分子中通常同时具有极性基团和非极性基团，极性基团中存在氮、氧、磷、硫等元素，这些元素均含有孤对 电子，而且电负性大，有机缓蚀剂通过极性基团牢固地吸附在金属表面上，而非极性基团排列在介质中，这样一方面有效地隔离了金属和腐蚀介质的接触，阻碍了腐蚀反应产物的扩散，同时还改变了双电层结构，提高了腐蚀反应的活化能，最终抑制了腐蚀反应的进行。有机缓蚀剂的缓蚀性能有赖于
缓蚀剂的成膜机理分析
缓蚀剂的成膜机理分析 1 缓蚀剂的分类 缓蚀剂的应用广泛,种类繁多,分类方法也较多,人们常常从不同的角度对缓蚀剂进行分类,常见的分类方法有: 1) 根据化学组成分类[1 ] . 按照构成缓蚀剂的物质是无机化合物还是有机化合物可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂. 2) 根据所抑制的电极过程分类. 按照缓蚀剂在电化学腐蚀过程中抑制的电极反应是阳极反应还是阴极反应或两者兼而有之,缓蚀剂可分为阳极型缓蚀剂,阴极型缓蚀剂或混合型缓蚀剂. 一般来说,阳极型缓蚀剂使金属的腐蚀电位Ec向正的方向移动,阴极型缓蚀剂使金属的腐蚀电位Ec向负的方向移动; 而混合型缓蚀剂则对腐蚀电位Ec的影响较小,故腐蚀电位的移动很小或没有移动. 3) 根据所生成保护膜的类型分类[2 ] . 按照缓蚀剂在保护金属过程中所形成的保护膜的类型,缓蚀剂可以分为钝化膜型缓蚀剂、沉淀膜型缓蚀剂和吸附膜型缓蚀剂. 其中沉淀膜型缓蚀剂又分为水中离子型和金属离子型两种. 2 缓蚀剂在金属表面形成保护膜的机理分析 2. 1 钝化膜型缓蚀剂 钝化膜型缓蚀剂简称钝化剂,为无机强氧化剂[3 ] .如铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐和钨酸盐等. 在反应中比较容易被还原的强氧化剂才能作钝化剂. 以铬酸盐为例,铬酸盐包括铬酸(H2CrO4) 和重铬酸(H2Cr2O7) 的可溶性盐,如Na2Cr2O7 、Na2CrO4 、K2Cr2O7 、(NH4) 2CrO4 等, 分子结构中铬为正六价. 铬酸盐和重铬酸盐可以以任何比例混合而不影响缓蚀效果,所以一般统称为铬酸盐. 铬酸盐有很强的氧化能力,发生氧化反应时Cr6 +还原为Cr3 + . 铬酸盐在较高浓度时是十分有效的阳极钝化剂. 铬酸盐对碳钢的钝化与碳钢在H2SO4 中的电位极化相似,钝化时铁表面发生的反应为: Cr2O72 - + 8H+ + 6e →Cr2O3 + 4H2O 反应时被还原的铬酸盐以Cr2O3 的形态吸附在铁的表面和铁表面同时生成的Fe2O3 共同组成钝化膜,反应为:2Fe + 3H2O →Fe2O3 + 6H+ + 6e 用铬酸盐钝化的铁的表面那层钝化膜,充分脱水,结构致密,防腐性能好. 而其它缓蚀剂处理铁都无法得到这样的膜,甚至用KMnO4 强氧化剂也不能达到铬酸盐钝化铁的那种程度. 铬酸盐的优点是:它不仅对钢铁,而且对铜、锌、铝及其合金都能给予良好的保护;适用的pH 值范围很宽(pH = 6～11) ;缓蚀效果特别好,使用铬酸盐作缓蚀剂时,碳钢的腐蚀速度可低于0. 025 mm/ 年. 铬酸盐的缺点是:毒性大,环境保护部门对铬酸盐的排放有严格的要求;容易被还原而失效,不宜用于有还原性物质(例如硫化氢) 泄露的炼油厂的冷却系统中. 2. 2 沉淀膜型缓蚀剂
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。
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
浅谈缓蚀剂
浅谈缓蚀剂 发表时间：2009-07-06T16:32:34.623Z 来源：《魅力中国》2009年第7期供稿作者：鲁爱萍[导读] 金属腐蚀在工业生产中是一种比较常见的现象。每年由于金属腐蚀所造成的损失数目惊人。浅谈缓蚀剂 鲁爱萍 【摘要】金属腐蚀在工业生产中是一种比较常见的现象。每年由于金属腐蚀所造成的损失数目惊人。加入缓蚀剂进行防腐蚀是一种比较简单实用的方法。因此，缓蚀剂的研究具有重要的现实意义。 【关键词】腐蚀；缓蚀剂；缓蚀 【Abstract】Metal corrosion in industrial production is a relatively common phenomenon. Each year as a result of metal corrosion caused by an alarming number of losses. Carried out by adding anti-corrosion inhibitor is a relatively simple and practical approach. Therefore, the study of corrosion inhibitor has important practical significance. 【keywords】Corrosion; Corrosion inhibitor; Inhibition 1.缓蚀剂的意义及特点 腐蚀是材料在各种环境作用下发生的破坏和变质。遍及国民经济的各个部门,给国民经济带来巨大的损失,尤其是金属制品在加工、贮存、运输和使用过程中，由于各种不同因素影响，造成的损失大大超过了自然灾害的总和，约占国民经济的2-4℅。而且由于腐蚀引发的生产安全问题，造成的生产事故和人身伤亡也是数不胜数。因此，搞好腐蚀的防护工作，已不是单纯的技术问题，而是关系到保护资源、节约能源、节省材料、保护环境、保证正常的生产和人身安全，发展新技术等一系列重大的社会和经济问题。所以，缓蚀剂的研究具有重要的现实意义。 到目前，人类已经找到了许多种防止或减缓金属腐蚀的方法。并在生产中得到了广泛的应用。在诸多金属防护措施中，加入缓蚀剂是一种工艺简便，成本低廉，适用性强的方法。如果选择适当的缓蚀剂，只需要添加少量缓蚀剂就能大大抑制金属的腐蚀速率，减缓金属的腐蚀。这种方法应用面很广，与其它金属防护方法比较有如下特点：可以不改变金属构件或制品的本性；由于用量少，添加缓蚀剂后的介质的性质基本不变；使用缓蚀剂一般不需要特殊的设施。 2.缓蚀剂的作用机理 关于缓蚀剂的作用机理，至今还没有一个公认的一致见解。不同的人从不同的方面分别作出了三种解释：电化学理论、吸附理论、成膜理论。实际上这三种理论相互间均有着内在的联系。由于缓蚀剂的种类繁多，作用机理也各有不同，因此，要正确了解缓蚀机理，必须根据缓蚀剂的种类和介质的性能，全面加以考虑。下面主要按保护膜的类型并结合有关的缓蚀理论进行说明。 2.1氧化膜型缓蚀剂的作用机理。氧化膜型缓蚀剂是以缓蚀剂本身作氧化剂或以介质中的溶解氧作氧化剂，使金属表面形成钝态的氧化膜,从而减缓金属的腐蚀.故氧化膜型缓蚀剂又叫钝化剂,它们大多数为无机物,也有少量的有机物.在氧化膜型缓蚀剂中有的缓蚀剂本身具有氧化性,可使铁氧化成氧化铁,并与自身的还原产物一起形成氧化物保护膜.对于本身不具有氧化性的氧化膜缓蚀剂,则必须有溶解氧的存在才有缓蚀效果. 2.2沉淀膜型缓蚀剂的作用机理。沉淀膜型缓蚀剂在金属的表面形成沉淀膜。沉淀膜可以由缓蚀剂相互作用形成，也可以由缓蚀剂与腐蚀介质中存在的金属离子反应形成。沉淀膜的厚度比氧化膜的厚度要厚。一般有几百到一千埃。由于沉淀膜电阻大，并能使金属与腐蚀介质相互隔开，因此，可以抑制金属的腐蚀。 2.3吸附膜型缓蚀剂的作用机理。吸附膜型缓蚀剂是通过缓蚀剂分子极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用，使缓蚀剂附在金属的表面。这样，一方面改变金属表面的电荷状态和界面性质，使金属表面的能量状态趋向于稳定化，从而增加腐蚀反应的活化能，使腐蚀速度减缓；另一方面，被吸附的缓蚀剂上的非极性基团，尚能在金属的表面形成一层疏水性的保护膜，阻碍着与金属反应的有关的电荷或物质的转移，因而也使腐蚀速度减小。 因此，吸附型缓蚀剂实际上常是一种表面活性剂，其中极性基团是亲水性的，非极性基团是疏水性的或亲油性的。在吸附时，极性基团定位向着金属，而非极性部分则定位离开金属。当分子的亲水性较强时，则分散性较好，但吸附性较差。故对于不同的使用条件，要求有不同的亲水和亲油平衡体系。此外，有机缓蚀剂不只是能吸附，而且有时还能与金属离子一起形成难溶而又致密的覆盖层，所以能十分有效的抑制金属的腐蚀。 3.简介新型酸洗缓蚀剂 在各种腐蚀环境中，酸溶液是最富有腐蚀性的介质，在酸性介质中金属的破坏速率远比其它介质中为甚。而且在工业生产中酸性介质应用非常广泛，也非常重要。例如：酸洗、酸浸、酸沾、酸化等几种常用的酸处理工艺。在这些酸处理工艺中，均需向酸中添加缓蚀剂，以防止酸洗介质对金属的腐蚀并降低酸的非生产性消耗量。所以对缓蚀剂的需求量大，质量要求高。因此，有人对酸性介质缓蚀剂进行了研究，并研制了一种比较有效的新型酸性介质缓蚀剂。新研制的缓蚀剂是由乌洛托品和苯胺及加入适量的水和冰醋酸在120OC的条件下加热沸腾60min，得到黄色的粘稠状液体缩聚物。由于不溶于水，需要加入乳化剂Tx—10乳化，配比为Tx—10：缩聚物：水=1：1：4。加入量为4℅—6℅，在加入量为5℅时，对碳钢在7℅盐酸中的缓蚀率达到95.67℅。新研制的缓蚀剂是阴极型缓蚀剂，对金属腐蚀的阴极过程起抑制作用，而对阳极过程没有作用。 酸性介质缓蚀剂主要是吸附型的缓蚀剂,而且主要是有机类的,有机缓蚀剂分子是由极性基和非极性基组成,它的缓蚀效率取决于在金属表面上吸附的覆盖面积及构成屏蔽腐蚀的介质的保护膜厚度,被膜的致密度,吸附分子与金属间的吸附力以及吸附率等.为使少量的缓蚀剂充分发挥缓蚀作用,缓蚀剂分子的极性基与非极性基之间,应有适当的两相平衡,即极性基能牢固的吸附在金属表面上,非极性基能有效地覆盖全部金属表面.低分子有机化合物分散性好,覆盖率低,高分子有机化合物覆盖好,在水中溶解度低,分散性差,所以要加适当的表面活性剂以提高其分散性能。 参考文献 1.杨文治、黄魁元等，《缓蚀剂》，中国腐蚀与防护学会主编，化学工业出版，1989.10。 2.中国腐蚀与防护学会，《金属防腐蚀手册》，上海科学技术出版社，1989.6 ,171—234。
钢铁有机缓蚀剂复合配方及缓蚀效果论文
前言 金属（或合金）与周围介质相接触，相互间发生了某种反应而逐渐遭到破坏的过程叫做“金属腐蚀”。金属腐蚀给人类带来了巨大的经济损失，因此，搞好防腐蚀工作是一项重大的社会和经济问题。金属的防腐蚀技术多种多样，本文主要介绍添加缓蚀剂的防腐蚀方法。缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂。对于一定的金属—腐蚀介质体系，只要在腐蚀介质体系中加少量的缓蚀剂，就能有效地降低金属的腐蚀速率。本文所做的工作： 1.钼系缓蚀剂配方效果的评估 XX核电厂冷却系统缓蚀剂现采用亚硝酸钠-钼酸钠-磷酸钠钼系复合配方，其控制指标为Mo：60～90ppm,NO2-：400～800ppm,pH=9～11。但在实际运行中该配方对系统的缓蚀能力达不到要求，致使冷却水系统中悬浮固体含量偏高，这对电厂的安全运行造成影响，急需改进。本课题以室内挂片试验和失重法评估钼系复合缓蚀剂对碳钢、铸铁（冷却系统中各设备的材质是碳钢与铸铁）的防腐蚀能力；并对核电厂冷却系统中现行钼系复合配方和控制指标是否合适作出评价。 2.缓蚀剂配方的优化与筛选 密闭循环冷却水系统的pH值较高，且控制范围很窄，所以适用于该系统中的缓蚀剂种类不多。铬酸盐曾在密闭式循环冷却水中广泛应用，但由于环境保护的要求，现在它的使用受到了一定的限制；全有机系复合缓蚀剂在密闭式循环冷却水中也有应用，但其缓蚀能力不能满足要求；硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂是密闭式循环冷却水中一种最常用的非铬酸盐系缓蚀剂，本文将通过室内挂片试验和失重法讨论和分析它对碳钢、铸铁的缓蚀效果，并确定其使用浓度范围。最后根据核电厂冷却系统的实际状况，筛选出较理想的复合缓蚀剂以替代原配方。 关键词：金属缓蚀剂复合缓蚀剂挂片失重法
缓蚀剂种类,作用原理(图文)详解
前言： 缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。 它的用量很小(0.1%～1%)，但效 果显著。主要用于中性介质（锅 炉用水、循环冷却水）、酸性介 质（除锅垢的盐酸，电镀前镀件 除锈用的酸浸溶液）和气体介质 （气相缓蚀剂）。缓蚀效率愈大， 抑制腐蚀的效果愈好。有时较低剂量的几种不同类缓蚀剂配合使用可获得较好的缓蚀效果,这种作用称为协同效应；相反地,若不同类型缓蚀剂共同使用时反而降低各自的缓蚀效率，则称为拮抗效应。缓蚀剂可按作用机理或保护被膜特性进行分类。 常见种类 ① 钝化剂：一般是无机类的强氧 化剂. 例如,铬酸盐、硝酸盐、钼酸盐等. 它们的作用就是使腐蚀介质具有 更强的氧化性,使金属表面保持完 整的氧化膜.其作用和电化学的阳
极保护异曲同工. ② 有机缓蚀剂：其中包括酸洗缓蚀剂和抗蚀油脂. 钢铁的酸洗是许多加工过 程的必不可少的预处理工 序,目的是除去钢铁表面的 氧化物,但这个过程必然也 会使金属本身受到腐蚀.为 了减少金属的腐蚀,在酸洗 时必须加入缓蚀剂. 这种缓蚀剂通常有：邻位和对位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、对位硫甲酚等. 其作用机理是：缓蚀剂被普遍地吸附于钢铁的表面,使得钢铁酸洗时引起腐蚀的电极反应受到阻化.有的缓蚀剂可以提高氢的超电压,使氢离子还原的阴极反应受阻；有的缓蚀剂可使铁氧化为二价铁离子的反应受阻,使阳极极化.但一般认为,缓蚀剂可以同时减慢阴极和阳极的反应,使钢铁的腐蚀速率明显降低.抗蚀油脂用于金属材料和制件在运输和贮藏期间的暂时防腐,它主要由油、脂或蜡等加入少量有机添加剂组成.这种有机添加剂一般是极性化合物,可吸附于金属表面. 其作用机理相似于酸洗缓蚀剂,所不同的是,要求抗蚀油脂中的添加剂在近中性的条件下发生作用,而酸洗缓蚀剂要求在酸性条件下发生作用.作为抗蚀油脂中的添加剂的有机物质通常为：有机胺类、
金属在酸性介质中有机缓蚀剂的研究进展
文章编号:100123849(2008)1120019205 金属在酸性介质中有机缓蚀剂的研究进展① 余志强1, 徐 强1, 任志峰2, 郦和生2, 唐致远1 (11天津大学化工学院,天津 300072;21北京燕山石化研究院,北京 102500) 摘要:概述了在酸性条件下碳钢有机缓蚀剂的种类及研究方法的进展,着重探讨了有机缓蚀剂在酸性条件下的缓蚀机理,简述了几种常见的电化学测试方法及量子化学法、人工神经网络、激光拉曼光谱等高新手段在腐蚀领域中的应用,最后对缓蚀剂的发展作了展望。 关 键 词:缓蚀剂;腐蚀;金属 中图分类号:T G174142 文献标识码:B Advances i n Corrosion I nh ibitors of Carbon Steel i n Ac id ic M ed iu m YU Zh i2qiang1,XU Q iang1,R EN Zh i2feng2,L I H e2sheng2,TAN G Zh i2yuan (1.Schoo l of Chem ical Engineering and T echno logy,T ian jin U nversity,T ian jin 300072, Ch ina;2.R esearch In stitu te Yan shan Petrochem ical Co rp.,B eijing 102500,Ch ina) Abstract:T he recen t advances on the typ es and research m ethods fo r the carbon steel o rgan ic co r2 ro si on inh ib ito r in acid m edium and at h igh tem peratu re w ere summ arized,and the m echan is m of the o rgan ic co rro si on inh ib ito r w o rk ing under acid conditi on s w as discu ssed,several electrochem i2 cal test m ethods,such as quan tum chem istry calcu lati on,artificial neu ral netw o rk and L aser R a2 m an sp ectra,w ere em p loyed to m on ito r the po ten tial co rro si on m echan is m.T he p ro spect of re2 search and developm en t of co rro si on inh ib ito r w as also p redicted. Keywords:co rro si on inh ib ito r;co rro si on;m etal 引 言 在工业生产中,很多酸性介质对钢铁腐蚀非常严重,常引起设备的严重蚀损,给企业带来巨大的经济损失。添加缓蚀剂可以有效地减缓酸性介质造成的腐蚀问题,因此加快缓蚀剂的开发与应用对建立节约型社会具有重大意义。近年来,酸性介质中钢铁有机缓蚀剂的研究已取得了重大进展,逐步从功能单一、缓蚀效率低、毒性大向多功能、缓蚀效率高、低毒性方面发展。如有机胺和硫脲及其衍生物等是使用最多的几种酸性介质缓蚀剂,而肉桂醛、咪唑啉类化合物及其衍生物、氮杂环季铵盐类、松香类化合物等是近年来新开发的缓蚀剂。为了提高缓蚀效率,人们又开发了复配技术,如在有机缓蚀剂中加入少量无机阴离子、非离子表面活性剂等物质,缓蚀效果会更好。在研究方法上,一些新方法和新技术被引入到金属腐蚀的研究领域,如量子化学、人工神经网络、激光拉曼光谱等,这些方法和技术的应用对开发新型缓蚀剂、加快缓蚀剂的研究进程起到了极大的推动作用[1～4]。 ①收稿日期:2007203226 修回日期:2008204218 作者简介:余志强(19822),男,河南信阳人,天津大学化工学院硕士研究生1
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向_7942.docx
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
有机缓蚀剂
有机缓蚀剂 有机缓蚀剂分为膦系缓蚀阻垢剂，有机胺类，芳香族唑类，羧酸盐类等几大类，具体介绍如下： 一膦系缓蚀阻垢剂 磷酸盐与聚磷酸盐在许多方面相似，但他们分子结构中都有C-P键，这种键比聚磷酸盐中-O-P-键要牢固的多，因此这类化合物化学稳定性好，不易水解，耐高温性能好，在使用中不会因水解生成正磷酸，从而避免了聚磷酸盐使用中导致菌藻过于繁殖的缺点。所以在20世纪70-80年代以来发展极为迅速。随着环保事业的发展，工业循环冷却水处理中磷，铬，锌，钼等排放逐渐受到严格限制，很多国家都已经制定了相应的限排标准。而磷酸盐因其本身含磷低，缓蚀效率高，使用剂量小，还有与其他药剂共用时良好协同效应，在水处理中有着广泛的应用前景。具体细分两类如下： （1）氨基三亚甲基膦酸 氨基三亚甲基膦酸固体为结晶粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。产品呈酸性，应避免与眼睛，皮肤或衣服接触，一旦溅到身上，应立即用水冲洗。 氨基三亚甲基膦酸具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。 氨基三亚甲基膦酸用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。ATMP在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。
（3） 除上述产品外，还有二亚乙基三胺五亚甲基膦酸，2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸，磷酰基聚丙烯酸，亚乙基二胺四亚甲基膦酸。2-羟基膦酸酰基乙酸，二乙烯三胺五亚甲基膦酸。聚氧乙烯醚丙三醇膦酸酯。 二有机胺类 有机胺类在水处理中属于吸附膜型缓蚀剂，他们大多在同一分子内同时存在极性吸附基和疏水基。在清洗金属表面上用极性基吸附，形成一层吸附膜，以疏水基阻止水和溶液氧等向金属表面扩散，来抑制腐蚀反应，这种吸附膜是单分子膜，过剩的胺经常存在于液体中，用于修补膜，因此投药量小，但在中性冷却水中，如果碳钢表面不能保持清洁状态，则吸附膜型缓蚀剂很多显示出理想的缓蚀效果。有机胺类具体分为：十六胺，十八胺，双十六胺，吗啉，一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺。等分别用于循环冷却水和锅炉补给水的缓蚀剂。 三芳香族唑类 芳香族唑类在水处理应用中是铜及其合金的专用缓蚀剂，主要是疏基苯并三氮唑和苯并三氮唑。 1，疏基苯并三氮唑 在工业中，这是一种很好很有效的铜缓蚀剂。在PH值3-10范围内对铜和铜合金的缓蚀效果好，还可以防止铜离子对铁，铝等产生电偶腐蚀，因此，若水系统中有铜材设备或水中含有铜离子，都应加入此类缓蚀剂。 2，苯并三氮唑 在水处理中主要用作有色金属缓蚀剂，对黑色金属也有一定的缓蚀作用。 四羧酸盐类 羧酸盐类主要有苯甲酸钠，葡萄糖酸钠，水杨酸钠，他们的具体应用如下： 1，苯甲酸钠 苯甲酸钠在水处理中做缓蚀剂时，只适用微酸性条件，是她转换为苯甲酸，一般把它和其他缓蚀剂一起组成符合缓蚀剂，单独使用缓蚀效果不佳。 2，葡萄糖酸钠 葡萄糖酸钠是一种多羟基羧酸盐，它在水溶液中很容易和铁，铜，铝，钙等金属离子形成络合物，使这些金属离子的盐类失活，兼并缓蚀剂和阻垢能力，且无公害，价格低，是一种前景看好的水处理剂。 3水杨酸钠 水杨酸钠一般和其他缓蚀剂一起组合成复合缓蚀剂使用，效果较好。 以上就是对有机缓蚀剂的一个归类，和对有机缓蚀剂的具体的分类，并对他们进行了具体的分析。 本文由北京京广化工有限公司https://www.sodocs.net/doc/574808883.html,专业提供