材料保护-第5章 缓蚀剂保护
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1. 概述金属腐蚀是一种常见的问题,它会对金属制品的稳定性和寿命造成严重影响。
为了解决金属腐蚀问题,科研人员们不断努力,开发出多种缓蚀剂。
本文将介绍一种抑制金属腐蚀的缓蚀剂及其制备方法。
2. 缓蚀剂的概念及作用缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀速率的物质,它能够在金属表面形成一层保护性的膜,阻止金属与外界介质发生直接接触,从而减少了金属腐蚀的发生。
缓蚀剂的作用可以有效延长金属制品的使用寿命,并降低维护成本。
3. 抑制金属腐蚀的缓蚀剂的类型目前市面上常见的缓蚀剂主要分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两大类。
无机缓蚀剂通常是一些金属盐类,如亚硝酸盐、硫酸盐等,它们通过与金属反应生成一层保护性的氧化膜来实现抑制腐蚀的目的。
有机缓蚀剂则是一些有机化合物,它们通过吸附在金属表面或者形成保护膜来达到缓蚀效果。
4. 一种新型抑制金属腐蚀的缓蚀剂及其制备方法近年来,科研人员们研发出了一种新型的有机缓蚀剂,它具有很强的抑制金属腐蚀的效果,并且具有制备简单、成本低廉的特点。
下面将介绍该新型缓蚀剂的制备方法:步骤一:原料准备。
将甲基丙烯酸、乙烯基三聚氧氮化合物、苯乙烯、乙酸乙酯等原料按照一定比例准备好。
步骤二:反应制备。
将以上原料依次加入反应釜中,控制温度和压力,进行一定时间的反应,得到目标产物。
步骤三:产品精制。
对得到的产物进行精制处理,得到最终的抑制金属腐蚀的缓蚀剂。
5. 该缓蚀剂的性能及应用经过实验证明,该新型缓蚀剂具有良好的缓蚀效果,能够在金属表面形成一层持久且均匀的保护膜,有效阻止了金属的腐蚀。
并且该缓蚀剂在含氯介质中的缓蚀效果更为显著。
这种新型缓蚀剂可以广泛应用于船舶、石油化工、海洋工程等领域,能够有效保护相关设备和构件不受腐蚀的侵害,延长使用寿命。
6. 结论通过以上介绍,我们了解到了一种新型的抑制金属腐蚀的缓蚀剂及其制备方法。
这种缓蚀剂具有良好的抑制腐蚀效果和较低的制备成本,并且在实际应用中取得了良好的效果。
希望这种制备方法能够得到更多的关注和应用,为金属制品的防腐蚀保护提供更多的选择和可能。
无机缓蚀剂摘要:一、无机缓蚀剂的定义与作用二、无机缓蚀剂的分类1.按照成分分类2.按照缓蚀机理分类三、无机缓蚀剂的应用领域1.金属材料的防护2.工业设备的防腐四、无机缓蚀剂的发展趋势与展望正文:无机缓蚀剂是一种用于抑制金属材料腐蚀的化学物质,通过与金属表面形成保护膜,降低金属与腐蚀介质的接触,从而减缓金属的腐蚀速度。
无机缓蚀剂具有成本低、效果显著、使用方便等优点,广泛应用于各个领域。
根据成分,无机缓蚀剂可分为以下几类:1.氧化锌:具有良好的缓蚀性能,适用于各种水质和金属材料。
2.氢氧化铝:适用于水质较硬的场合,对碳钢、不锈钢等金属材料具有较好的缓蚀效果。
3.硅酸盐:主要用于炼油、化肥等工业领域的设备防腐。
按照缓蚀机理,无机缓蚀剂可分为以下几类:1.阳极保护:通过自身作为阳极,吸引金属材料表面的电子,从而保护金属材料不被腐蚀。
2.阴极保护:在金属表面形成保护膜,降低金属与腐蚀介质的接触,从而减缓金属的腐蚀速度。
无机缓蚀剂广泛应用于以下领域:1.金属材料的防护:在钢铁、铜、铝等金属材料的表面处理过程中,使用无机缓蚀剂可以提高金属材料的耐腐蚀性能。
2.工业设备的防腐:在石油、化工、化肥等工业领域,设备经常受到腐蚀的威胁,使用无机缓蚀剂可以有效延长设备的使用寿命。
随着科技的进步,无机缓蚀剂的研究和应用将越来越深入。
未来,无机缓蚀剂的发展趋势主要表现在以下几个方面:1.绿色环保:随着环保意识的加强,无机缓蚀剂的研究将更加注重绿色、环保,降低对环境和人体健康的影响。
2.高效缓蚀剂:研究人员将继续开发具有更高效缓蚀性能的新型无机缓蚀剂,满足各个领域的防腐需求。
3.复合缓蚀剂:将多种无机缓蚀剂进行复合,发挥各自的优势,实现更好的缓蚀效果。
关于缓蚀剂的一些应用一、缓蚀剂的作用缓蚀剂是减缓金属腐蚀的添加剂,是具有抑制金属生锈腐蚀的化学药品的总称。
一般要求在酸洗液中加入少量缓蚀剂即有强烈抑制金属在酸洗过程被腐蚀的效果。
金属腐蚀分化学腐蚀与电化学腐蚀。
金属与化学物质(酸)直接反应造成的腐蚀叫化学腐蚀,如Fe+2HCl==FeCl2+H2↑的化学反应。
金属与电解质溶液形成化学微电池,在电池阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应叫做金属的电化学腐蚀。
电化学腐蚀速度要比化学腐蚀快得多而且危害也大得多:在酸液中金属发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀,又称氢去极化腐蚀,具体表现为:阴极反应 2H+2e——>H2阳极反应 Fe-2e——>Fe2+而产生的H2如果扩散到金属内部会弓I起金属脆性增加,在有应力部位开裂或强度较低部位发生鼓疱,这种现象称为氢脆或氢鼓疱,会造成设备的突然破损,其危害比腐蚀更大。
加入酸洗缓蚀剂的作用就是减缓电化学腐蚀中某个电极反应的发生。
不同种类缓蚀剂的作用机理是大不相同的。
有的缓蚀剂可吸附在金属表面形成连续的薄膜阻隔清洗介质对金属的腐蚀;有的与金属作用形成保护层;有的缓蚀剂阻滞电化学腐蚀的阴、阳极反应,抑制金属溶解和析氢吸氢等。
如含有砷离子(As3+)、锑离子(Sb3+)等无机酸洗缓蚀剂的作用原理是这些阳离子在电池的阴极区被还原成中性原子并沉积在电极上,使旷离子从阴极得电子的放电反应变得十分困难,从而使整个电化学氧化还原反应的速度大为减缓。
而含有极性基团的有机化合物如硫脲、吡啶的缓蚀机理则要复杂得多,目前正处在研究和争议之中,但一般认为这些有机化合物的缓蚀作用与表面活性有关,表面活性使这些物质能在金属溶液界面上的活性区域发生吸附,其结果是使原来在界面活性区域发生的电化学反应受到强烈阻滞而大大降低金属电化学腐蚀的速度。
如常见的含有胺基的缓蚀剂在酸液中其极性基团可吸附在金属表面,而其憎水的非极性基团在金属表面定向排列成憎水层,排斥酸性介质的腐蚀。
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-307 为例:成分代号含量说明羟基乙叉二膦酸HEDP 20-25% ?羟基乙叉二膦酸.2钠HEDP.2Na 3-6% ?聚丙烯酸PAA 1-3% 分子量3000左右水? 余量?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。