摘要 在许多化工生产中都要用到盐酸，或含氯化合物在适当的条件下也会生成盐酸，因此盐酸对化工设备引起的腐蚀是严重的、常见的。阻止金属腐蚀的方法有很多种，但有机缓蚀剂在抑制金属腐蚀上具有经济、高效、环保等优点，被广泛应用于化学清洗、工业用水、机械设备等工业领域，并成为工业生产中不可缺少的防腐蚀材料。大多数有机缓蚀剂为吸附型缓蚀剂，它们会在金属表面吸附时会形成保护膜，可阻碍腐蚀介质与金属表面的接触，从而达到减缓金属腐蚀的目的。然而，有关缓蚀剂的缓蚀机理仍需深入研究，以期为设计开发新型缓蚀剂提供理论指导。 本论文以油酸咪唑啉为缓蚀剂，盐酸为腐蚀剂，研究碳钢在不同条件下制备的油酸咪唑啉中的腐蚀效果。同样的钢片在缓蚀剂中，改变条件，诸如：反应温度、缓蚀剂浓度、腐蚀剂浓度等，可以测出缓蚀剂能发挥出更好的缓蚀效果的条件，以帮助工业生产节约更多的缓蚀剂购买费用以及设备保养、维修费用。 经实验测定，合成咪唑啉缓蚀剂的最佳操作条件为反应温度150℃，反应时间2.5小时，胺酸比1.2:1。测定咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果的条件为在pH值为6的水中，缓蚀剂加入量20mg/L，最大缓蚀率可达91.86%。在柴油中添加油溶性咪唑啉20mg/L时，最大缓蚀率为94.78%。 关键词：咪唑啉；腐蚀速度；缓蚀率 27
Abstract Hydrochloric acid was used in many chemical productions. Or chlorine- containing compound under the properly conditions will generate hydrochloric acid. So, the corrosion of chemical equipment caused by hydrochloric acid is serious, common. There are many ways to prevent metal from corrosion, but as an economic and effective technique to inhibit corrosion, organic corrosion inhibitor has been widely applied in various industrial departments, such as chemical cleaning, industrial water, mechanical equipment, which has become an indispensable industrial anti- corrosion material. Most organic corrosion can adsorb onto the metal surface and form a protective film, which block corrosive medium diffusion to metal surface, and thus slow down corrosion rate. However, the inhibition mechanism of inhibitor is still need to further research in order to guide designing newly-type inhibitor. In this paper, Oleic acid imidazoline is used to as a corrosion inhibitor and hydrochloric acid as etchant to make a study of carbon steel in oleic imidazoline corrosion the corrosion effectiveness which is prepared under the different conditions. At the same time, change the reaction conditions, such as: reaction temperature, concentration of the inhibitor, concentration of the etchant, and so on. This will help measure the inhibitors under which conditions can play a better inhibition effectiveness. In order to help industrial production to save more puechase costs of the inhibitor and the maintenance, maintenance costs of the equipment. The result shows that the best operating conditions of prepared imidazoline are the ratio of amic amine to oleic acid is 1.2:1, the reaction temperature is 150℃, the reaction time is 2.5h from the experiment. Determination of the inhibition efficiency for imidazoline corrosion inhibitors at pH 6 in water, corrosion inhibitor dosage 20mg/ L, the maximum inhibition efficiency can be achieved 91.86%. Added to the diesel oil-soluble imidazoline 20mg/L, the maximum inhibition efficiency can be achieved 94.78%. Keywords: Imidazoline; Corrosion velocity; Inhibition efficiency 27
十七烯基咪唑啉缓释剂的合成方法及评价 1.<<十七烯基咪唑啉的制备及其缓蚀性能评价>> 【作者】江依义；陈宇；叶正扬；张昭；张鉴清 【摘要】以十七烯基咪唑啉产率及其缓蚀效率为指标设计正交实验,优选出最佳制备工艺路线。采用FTIR,MS-ESI谱和紫外吸收表征咪唑啉结构及产率,以失重法为主探讨其在盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀效率与缓蚀剂浓度、酸浸温度、酸浸时间的关系,并用SEM表征Q235钢表面腐蚀形貌。结果表明,最佳工艺条件下制备的十七烯基咪唑啉缓蚀剂在1 mol/L的盐酸腐蚀介质中对Q235钢具有优良的缓蚀性能。 【关键词】十七烯基咪唑啉；缓蚀效率；盐酸； 【所属期刊栏目】研究报告（2013年04期） 2.《十七烯基咪唑啉的紫外光谱法定量测定研究》 【作者】陈晓东；杨悦；郑安川；关卫省 【摘要】基于十七烯基咪唑啉的紫外光谱吸收特性的研究,建立了一种能快速、准确测定十七烯基咪唑啉含量的紫外光谱分析方法。将十七烯基咪唑啉溶解在无水乙醇溶液中,在235 nm处进行紫外光谱测定。操作简单,重现性好,相对标准偏差小于3%;在样品溶液中加入不同浓度的十七烯基咪唑啉标准溶液,回收率在97.6%~102.3%。线性范围为0.005~0.03 mg/mL,相关系数R2为0.999 8。 【关键词】十七烯基咪唑啉；紫外光谱；定量测定；回收率； 【所属期刊栏目】分析测试（2009年11期） 3.《温度对咪唑啉缓蚀剂成环程度及缓蚀性能的影响》 【作者】王霞；上官昌淮；陈玉祥； 【摘要】以二乙烯三胺和油酸为原料,在一定反应时间、不同反应温度下合成了系列咪唑啉缓蚀剂。应用红外、紫外分光光度计对合成缓蚀剂进行了分析鉴定,测定了不同反应温度下得到产物的酸值,并用电化学极化曲线法研究了产物的缓蚀性能。结果表明,反应温度越高成环化越高,产物缓蚀性能越好,并且烷基酰胺化和烷基酰胺环化同时进行;极化曲线表明添加该缓蚀剂均可不同程度抑制阴阳极反应,属于混合型缓蚀剂。 【关键词】咪唑啉；缓蚀剂；成环；温度； 【所属期刊栏目】试验研究（2011年01期） 4.《咪唑啉化合物的合成及缓蚀性能研究》 【作者】孙山岚 【摘要】咪唑啉化合物因为能够与金属表面形成物理和化学双重吸附,有优秀的缓蚀效果。采用不同种类有机酸和有机胺合成系列咪唑啉化合物,考察咪唑啉化合物两个支链的结构变化对其缓蚀效果的影响,综合工业条件考虑后采用油酸和四乙烯五胺合成的油溶性XR1C型
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
咪唑啉说明书 杜磊化工一班 1010441111 中文名称：咪唑啉[1] 中文别名：间二氮杂环戊烯 英文名称：Imidazolidine 英文别名：imidazoline acetate; imidazolineacetate CAS号：504-74-5 分子式: C3H6N2 分子量: 72.109 性状：棕色膏状体 理化指标： 合成原理： 乙酸在高温下与二乙烯三胺反应生成乙烯酸咪唑啉。该反应分两步脱下进行，首先是乙酸与二乙烯三胺在高温下的缩合反应，分子间脱去一分子得到酰胺，然后酰胺在更高温度的作用下进一步分子内脱去一分子水形成咪唑啉五元环。其反应方程如下：
咪唑啉型表面活性剂的的合成方法： 咪唑啉的合成通常采用脂肪酸和多元胺为原料。这一合成方法在国内外文献中有较多的介绍，合成工艺过程为： 上述合成工艺路线已比较成熟。合成过程中的脱水方式主要有以下两种： （1）真空法: 在该法中反应物在较低压强下混合加热,进行第一次脱水后, 再升温降压，除去水分，并完成第二步脱水。 (2) 溶剂法: 本方法以甲苯或二甲苯为携水剂, 第一次脱水在常压下进行,通过携水剂与水共沸, 将水从反应容器中带出, 从而推动脱水反应进行。第一次脱水完成后, 再减压升温进行第二次脱水。 真空法和溶剂法均可通过测量反应出水量和产品酸值来确定反应的终点.用于油田注水的缓蚀剂主要是咪唑啉及其衍生物的改性产品，通过对咪唑啉及其衍生物的改性，开发出针对油田注水水质特点，能有效控制油田中H2S、CO2、O2、微生物等腐蚀因素的缓蚀剂。 咪唑啉衍生物及其改性产品合成工艺路线主要有两条: 乙氧基化反应和季铵化反应。 (1)聚氧乙烯环烷酸咪唑啉的合成(乙氧基化反应):咪唑啉与环氧乙烷反应生成聚氧乙烯环烷酸咪唑啉； (2)咪唑啉季铵盐的合成(季铵化反应)]：咪唑啉与氯化苄反应生成咪唑啉季铵盐。建华等以多乙烯多胺、油酸、氯化苄、氯乙酸、无水乙醇等为原料，在不同工艺条件和原料配比下，合成了一系列咪唑啉衍生物缓蚀剂。朱驯等以环烷酸、
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 ----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
咪唑啉类缓蚀剂的研究现状及其展望 高文宇2、陈新萍1， 2，高清河2 <1.大庆师范学院 2.大庆石油学院） [摘要]介绍了咪唑啉类缓蚀剂的制备、影响产物收率的几个主要因素并比较了不同咪唑啉衍生物的缓蚀性能，阐述了其缓蚀机理，最后介绍了咪唑啉类物质的应用现状及前景。 [关键词]咪唑啉；缓蚀机理；缓蚀性能；缓蚀剂Abstract: the preparation of imidzoline and some key factors of corrosion inhibition that influe nce it,were proposed. Expose the mechanism of co rrosion inhibition ,at last , introduce the curr ent situation of imidzoline and prospect its fut ure. Key words:imidzoline。mechanism of corrosion inh ibition 。inhibitor 前言 咪唑啉学名间二氮杂环戊烯，是白色针状固体或白色乳状液体 [1]。合成初期,咪唑啉主要应用于印染和纺织业，随着人们对它研究的逐步深入，发现咪唑啉在酸性条件下有十分优良的缓蚀性能，首次做为缓蚀剂使用是在1946年9月，是一种咪唑啉及其盐的碳氧化合物[2]。我们所说的咪唑啉类缓蚀剂是以咪唑啉为中间体经过改性的咪唑啉类衍生物。用FTIR对咪唑啉类物质扫描发现其在1600㎝-1处具有较强的吸收峰，究其原因是有C=N键的存在,这也是鉴别咪唑啉类物质的重要依据之一。现在，它是锅炉酸洗、油田水处理过程中常用的一种缓蚀剂。在美国各油田使用的有机缓蚀剂以咪唑啉类物质最大。 1．咪唑啉及其衍生物的合成 1.1咪唑啉及其衍生物的合成
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
咪唑啉结构及用途 咪唑啉又称二氢咪唑（dihydroimidazole）。有4,5-,2,5-和2,3-二氢咪唑三种异构体，或根据双键位置又分别称为2-咪唑啉、3-咪唑啉和4-咪唑啉。基本结构如下： 是强碱性、低熔点固体。可溶于大多数有机溶剂，具有优良的起泡性、净洗性、乳化性、耐硬水性、抗静电性和柔软织物等性能，且具有无毒、高生物降解等特点，还具有杀菌和消毒的能力。更为重要的是它对皮肤和眼睛无刺激性。它在酸性和碱性介质中均稳定，可同阴、阳、非离子表面活性剂相伍。 2咪唑啉缓蚀剂缓蚀原理及特点 咪唑啉本身并不重要，但其衍生物，尤其是2-咪唑啉的衍生物，在医药和农药中很重要。如2-苄基-4,5-二氢咪唑是血管扩张剂和降压药，2-羟甲基-2-十七烷基-4,5-二氢咪唑用作苹果黑星病的杀菌剂。烷基咪唑啉及其衍生物在油田开采中广泛用作缓蚀剂、杀菌剂。也用于工业清洗、纺织、合纤、塑料加工、医疗卫生、采油、食品乳制品、造纸、印染、羽绒、皮革、金属抛光等行业。它是一种性能优良的，多功能表面活性剂。 用作缓蚀剂的咪唑啉一般由3部分组成，即具有1个含氮五元杂环，杂环上与氮原子（N）成键的具有不同活性基团（如酰胺官能团、胺基官能团、羟基）的亲水支链R1和含有不同碳链的烷基憎水支链R2。用于油田管输以及气井的缓蚀剂多是含氮化合物，其中以咪唑啉及其衍生物的用量最大，其用量约占缓蚀剂总用量的90%左右；用于炼厂塔顶冷凝水的油溶性缓蚀
剂以及水溶性缓蚀剂也多含有咪唑啉类物质。 咪唑啉类缓蚀剂本质上是一种优良的表面活性剂，含有电负性较大的不饱和双键和N原子，极易吸附在金属表面，形成一层致密的保护膜，咪唑啉缓蚀剂的主要作用机理：以不同活性的基团（酰胺官能团，胺基官能团，羟基等）与N成键形成亲水支链R1；含有不同碳链的烷基与环直接成键，形成憎人水支链R2。其结构式如下： 亲水基可有效提高缓蚀剂的溶解性能，还可同金属表面发生化学吸附；憎水基可在远离金属的表面形成疏水层，降低缓蚀剂的水溶性，有效阻止或隔绝腐蚀性介质的接触和侵蚀。改变这些基团可以调节缓蚀剂的碱性、亲核性和给电子能力：憎水基中引入烷基碳链或酯基，对水分子的屏蔽效应将会增强，不含烷基链的API（氨基丙烷基咪唑）作为缓蚀剂使用时不能形成有效保护层，若取代基团中含有烷基链则可以帮助缓蚀剂形成保护层；对于不同链长的烷基咪唑啉，缓蚀剂膜与金属结合的强度随链长的增加而增大，当正构烷基碳链长度大于13 时，疏水膜层致密覆盖度高；碳钢在7O℃20％HC1 溶液中，咪唑啉环上R2端基为苯环时，缓蚀性大于直链型基团，同系列中缓蚀性能随咪唑啉环与苯环上碳原子数目增加而增加，苯环上的大π键可与咪唑啉环上的C=N键共轭，增大其稳定性。因此，可在咪唑啉环上引入苄基，增强与金属表面的吸附。目前，R1，R2基团可以影响缓蚀效果的观点已得到广泛的认同，但也有研究者认为，R1对缓蚀效果几乎不起作用，R2中烃链的长度与缓蚀效果无关。从协同效应方面看，缓蚀剂与其他组分复配使用缓蚀效果较好：含有咪唑啉结构的缓蚀剂在金属表面成膜，另一种含有一些特殊基团的缓蚀剂，起助剂作用。如含s基
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。
咪唑啉类缓蚀剂及其缓蚀机理 栾丽君 （武汉纺织大学化学工程学院, 湖北 武汉 430073） 摘 要：本文综述了咪唑啉类缓蚀剂的基本性质、合成方法及影响产率的因素，及其缓 蚀机理，并探讨了咪唑啉类缓蚀剂的发展方向。 关键词：咪唑啉类缓蚀剂；合成；缓蚀机理 Imidazoline Corrosion Inhibitor and Its Inhibiting Corrosion Mechanism Luan Lijun (Chemical Engineering College of Wuhan Textile University, Wuhan, Hubei 430073) Abstract: This article summarized the basic properties of imidaoline corrosion inhibitor , the synthetic methods and some key factors influencing the yield and its inhibiting corrosion mechanism of the imidazoline corrosion inhibitor. Some development direction of imidaoline corrosion inhibitor were discussed in future. Key words: i midazoline corrosion inhibitor ；synthesis ；inhibiting corrosion mechanism 前言 腐蚀是困扰工业发展的一个极为突出的问题.在众多的防腐蚀方法中, 缓蚀剂因具有经济、高效、适应性强等优点, 被广泛应用在石油、石化、钢铁、电力和建筑等领域, 发挥着极其重要的作用[1]。缓蚀剂研究正向高效、多功能、无公害的目标发展。近年来,随着人类环保意识的增强,缓蚀剂的开发与应用越来越重视环境保护的要求,而传统缓蚀剂往往对环境有一定危害。咪唑啉缓蚀剂无毒、无刺激性气味,对人体及周围环境没有危害,属于环境友好型缓蚀剂[2] ,而且咪唑啉缓蚀剂在各种酸性介质中均具有较好的缓蚀性能[3,4]，可通过覆盖效应和提高腐蚀反应的活化能来防止氧气和二氧化碳对金属设备的腐蚀,是一种有效的防腐产品，广泛应用于石油、天然气等工业生产，其本身也朝着新型、高效、低用量、低毒、环保型的方向发展[5,6]。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的一种经济有效的防护技术。因此，深入研究咪唑啉类衍生物缓蚀剂具有理论和实际意义。本文主要对咪唑啉类衍生物缓蚀剂的合成、影响其产率的因素以及缓蚀机理进行评述，并介绍了其发展趋势。 1.缓蚀剂概述 据美国试验与材料协会新发表的《关于腐蚀与腐蚀试验的术语的标准定义》把缓蚀剂(Corrosion Inhibitor)定义为：缓蚀剂是一种当它以适当的浓度和形式存在于环境中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物。缓蚀剂添加于腐蚀介质中能大大降低金属腐蚀速率的现象，称为缓蚀作用；而这种缓蚀作用的大小通常采用缓蚀效率(简称IE)来表示： %1001%100000???? ??-=?-= V V V V V IE 式中，V 0为未加入缓蚀剂时金属的腐蚀速率；V 为加入缓蚀剂后金属的腐蚀速率。缓蚀效率越大，缓蚀剂的阻碍或延缓腐蚀的效果就越好[7]。
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
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
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
陕西日新石油化工有限公司 咪唑啉说明书 一、公司简介：陕西日新石油化工有限公司前身是西安市日新石油化工厂，位于西安市泾河工业园区，本公司是一家专业从事油田助剂等精细化工产品研发和生产的技术型企业。公司凭借西安市日新石油化工厂二十多年的技术领先成果和市场经验积累，致力于低成本高性能产品的研究，在行业同类产品中，长期处于领先地位。我公司现有油田化学品、炼油厂助剂、油品添加剂和工业循环水处理药剂四大领域三十余种产品，多年来在中原油田、胜利油田、青海油田、新疆油田、延长集团、大庆油田等地使用，取得了良好的效果和口碑。部分产品达到国际先进水平，在海外得以应用。日新公司竭诚欢迎海内外广大朋友与我们精诚合作，共同开发国内外市场，为石油事业做出贡献。 二、拳头中间体：咪唑啉 1、产品简介:本产品是通过有机物化学合成的一种酰胺类化合物。 2、产品用途：原油、天然气开采、集输过程的防腐。常减压、催化裂化、加氢精制、加氢裂化装置中分馏塔顶、冷凝冷却系统的防腐。低中硬度、中高碱度、低浓缩倍数下运行的冷却水系统的防腐。油田污水处理及回注水系统的防腐。综合含水量、CO2较高的集输干线和油井的防腐。 3、理化指标：
油溶性咪唑啉 外观含量（%）密度（g/cm3）凝点（℃）闪点（℃）溶解性 棕红色液体≥90 0.90-1.00 ≤-8 115 ~ 125 易溶于柴油（或航空煤油）
水溶性咪唑啉 外观 含量（%） 密度（g/cm 3） 凝点（℃） pH 溶解性 棕红色液体 ≥90 0.96 ~ 1.00 ≤-8 8-9 易溶于水、醇
4、使用方法: 油溶性咪唑啉——咪唑啉25 ：柴油（或航空煤油）75 水溶性咪唑啉——咪唑啉25 ：水75 5、包装与贮存： 本产品采用塑桶包装，每桶净重200kg.贮存于阴凉、干燥、通风处，有效期一年。 6、安全 避免与眼睛、皮肤和衣服接触，否则用大量的清水冲洗。