有机高分子缓蚀剂的性能研究及发展趋势

有机高分子缓蚀剂的性能研究进展康永，柴秀娟【摘要】摘要:缓蚀剂已成为防腐蚀技术中应用最为广泛的方法之一。

其中有机型缓蚀剂具有良好的缓蚀效果和较高的经济效益，成为缓蚀剂研究的热点。

聚合物缓蚀剂易在被腐蚀物表面形成单层或多层致密的保护膜，因而相对于低分子缓蚀剂而言具有高效、持久和环保等优点，已成为当前缓蚀剂领域的研究热点之一。

目前，伴随环保意识的增强以及人们对生活品质的高要求，开发绿色环保型高分子缓蚀阻垢剂具有重要意义。

文章就缓蚀剂的缓蚀机理和对环境无污染的高分子缓蚀剂的制备类型以及发展趋势进行了综述。

【期刊名称】石油化工腐蚀与防护【年(卷),期】2011(028)003【总页数】4【关键词】关键词:高分子缓蚀剂防腐蚀机理制备缓蚀技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。

尤其在石油产品生产加工、化工清洗、大气环境、工业用水、机器和仪表制造及石油化工生产过程中，缓蚀技术已成为最主要的防腐蚀手段。

近年来，随着人类环境保护意识的增强，对缓蚀剂的开发和应用也提出了新的要求，开发对环境不构成破坏作用即生物缓蚀剂成为未来缓蚀剂的发展方向［1］。

因此，无论从经济上还是环境保护上看，都必须研究开发从源头上减少或无污染的绿色缓蚀技术，而有机高分子缓蚀剂迎合了这一要求，其具有无毒、污染小和成本低的特点。

现在，伴随市场竞争体制以及环境保护体制的建立和健全，有机高分子缓蚀剂具有很好的发展前景。

1 天然高分子缓蚀剂的缓蚀机理天然高分子中一般含有活性基团羟基和羧基等，经过接枝法引入对金属表面有更强亲合力的基团。

天然高分子因其组成各异，对其机理进行研究有一定困难。

一些研究者指出天然高分子缓蚀剂的缓蚀作用机制主要是在金属表面的吸附和沉积，如文献中指出天然的蜂蜜在金属碳钢和铜表面吸附遵从Langmuir等温方程［2］。

单宁改性药剂可以与Ca2+和Al3+生成鳌合物，在金属表面形成沉积膜阻止了金属的腐蚀。

缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。

关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。

缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。

缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。

2 缓蚀剂的分类缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。

常见到的分类方法有以下几种。

2.1 按缓蚀剂作用的电化学理论分类(1) 阳极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。

这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。

例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。

一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。

(2) 阴极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。

这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。

例如ZnSO4、Ca(HCO3) 2、As3+、Sb3+ 可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As、Sb 覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。

(3) 混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。

例如含氮和含硫的有机化合物。

2.2 按化学成分分类(1) 无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。

(2) 有机缓蚀剂，如胺、硫脲、乌洛托品等。

2.3 按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类(1) 氧化膜型缓蚀剂通过使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀的物质。

例如，铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠等。

由于它们具有钝化作用，故又称为钝化剂。

(2) 沉淀膜型缓蚀剂由于与介质中的有关离子反应并在金属表面生成有一定保护作用的沉淀膜，从而阻滞金属腐蚀的物质。

缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。

电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。

而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。

这两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。

1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。

如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。

把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。

重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。

阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。

阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。

混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。

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)。

缓蚀剂调研报告
缓蚀剂是一种能够减少或阻止金属腐蚀的化学物质。

在工业领域中，金属的腐蚀问题是一个普遍存在的挑战，给生产效率和设备寿命带来了很大的威胁。

因此，研发出高效的缓蚀剂具有重要意义。

本次调研报告将对缓蚀剂的种类、应用领域和市场前景进行综合分析。

缓蚀剂可分为有机缓蚀剂和无机缓蚀剂两大类。

有机缓蚀剂主要由含有活性基团的有机化合物构成，如胺类、醇类和酮类。

这些缓蚀剂通过与金属表面形成一层保护膜，防止氧、水和其他有害物质侵蚀金属表面，从而避免腐蚀的发生。

无机缓蚀剂则主要由含有金属离子的化合物构成，如磷酸盐、硅酸盐和钼酸盐。

这些缓蚀剂通过与金属表面发生反应，生成一层致密的金属缓蚀膜，起到保护金属的作用。

目前，缓蚀剂广泛应用于油田、船舶、汽车等工业领域。

在油田中，缓蚀剂被用于防止管道、设备和储罐的腐蚀，以确保油气的安全生产。

在船舶中，缓蚀剂可用于保护船体，延长船舶的使用寿命。

在汽车工业中，缓蚀剂被用于防止汽车零部件的腐蚀，提高汽车的耐用性。

从市场前景来看，缓蚀剂市场具有较大的潜力。

随着工业化进程的加快和技术的不断进步，金属腐蚀问题日益凸显，对缓蚀剂的需求不断增加。

而且，随着环境保护意识的提高，对绿色环保型缓蚀剂的需求也在不断增加。

因此，研发出高效、环保的缓蚀剂将成为未来市场的主导趋势。

综上所述，缓蚀剂的种类多样，应用领域广泛，市场前景看好。

随着科技的不断进步和对环境保护的要求不断提高，缓蚀剂市场具有巨大的发展潜力。

企业应加大研发力度，提高产品质量，满足市场需求，抢占市场份额。

缓蚀剂研究新进展摘要：近年来缓蚀剂的发展做了概况，并对缓蚀剂未来的发展方向做出了阐述，提出发展环境友好型缓蚀剂及完善缓蚀剂快速、准确、原位评价的方法和技术。

国际上缓蚀剂的研究主要集中在美国、中国、印度等国家。

其中，中国是在国际学术期刊上发表缓蚀剂论文最多的国家，研究水平与世界基本保持同步。

欧洲对缓蚀剂的研究也非常重视，但其重点在混凝土缓蚀剂和铝合金缓蚀剂的研究。

目前，绿色天然缓蚀剂、多功能缓蚀剂以及基于分子设计的缓蚀剂开发是研究发展的趋势。

关键词：缓蚀剂硬和软酸和碱吸附型缓蚀剂抑制效率正文：最新进展环境友好型缓蚀剃的开发年来，国内外环境友好型缓蚀剂的开发主要通过合成有机化合物和从天然植物中提取两种方式。

合成的有机化合物作为环境友好型缓蚀剂的种类包括：咪唑啉系列、氨基酸系列、曼尼烯碱和硫代磷酸酯类等。

咪唑啉系列环境友好型缓蚀剂仍然是目前的开发热点之一。

氨基酸系列环境友好型缓蚀剂的研究已开发出了全有机多元复合水处理缓蚀剂、高效的酸洗缓蚀剂。

曼尼烯碱系列和硫代磷酸酯类缓蚀也剂逐步引起了国内外研究者的兴趣。

从植物中提取缓蚀剂是近年来缓蚀剂领域研究的热点之一。

国内开展了对白酒糟、滇润楠叶、麻竹叶、木薯、云南甜龙竹叶等的提取物对金属的缓蚀行为研究。

国外一些学者研究了特定树叶提取物在硫酸介质中对低碳钢的缓蚀行为。

研究结果表明，这些植物提取物对低碳钢具有良好的缓蚀作用。

另外，米糠、无花果树叶、酒耶树汁等提取物也对金属有较好的缓蚀效果。

钢筋混凝土缓蚀剂引起混凝土内钢筋腐蚀的主要原因是碳化作用和氯离子渗透。

钢筋缓蚀剂的主要功能是抑制、阻止、延缓钢筋腐蚀的电化学过程。

缓蚀剂通常可作为外加剂掺加到混凝土中或涂敷在钢筋表面，优先参与并阻止腐蚀反应的阴阳极过程，从而有效地阻止钢筋的腐蚀。

早期使用的钢筋混凝土缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、苯甲酸盐等，但由于它们存在有毒或者对混凝土性能有负面影响等缺点，逐渐被淘汰。

近年来新提出的迁移性缓蚀剂是含有各种胺和醇胺以及它们的盐与其它有机和无机物的复合型阻锈剂，能对钢筋表面的阴极和阳极同时产生保护作用，由于这类缓蚀剂具有渗透移动至钢筋表面并进行保护的特性，它既可应用于新建结构也可用于既有结构。

没输油管道缓蚀剂现状与发展趋势1、研究现状随着石油天然气工业的发展, 现阶段我国中东部油田都处于开采的后期，主力油田都进入了高采出比、高含水阶段，油田的油水分离难度加大，原油变稠、变重，含水、含盐增加，硫含量、酸值升高，增加了原油的腐蚀性，输油管道的腐蚀及防护也越来越受到重视。

[1] 输油管道运行条件苛刻，油品易燃易爆，管道腐蚀破裂常常引起连锁事故。

因腐蚀导致的原油泄漏、停工停产、人身伤亡及环境污染给相关企业带来了巨大的损失。

为此，防腐蚀技术面临巨大的挑战国外研究缓蚀剂起步较早，1949年，美国报道了有机含N咪唑啉及其衍生物腐蚀的缓蚀剂专利[2]。

70年代未，华中理工大学和四川石油管理局井下作业抗CO2处合作研制出7701复合缓蚀剂[3]，我国才解决了油井酸化缓蚀剂技术难题。

由于各油田的工况不同，影响缓蚀剂的因素也不相同，没有具有普遍适用性的油田缓蚀剂，国内石油管材研究所、沈阳腐蚀所、四川石油管理局、大庆、华北、胜利等油田的研究所等研制出CZ3、DPI、IMC、CT2、TG、WSI等系列油田缓蚀剂，并成功运用于各油气田，取得了良好的缓蚀效果。

目前，国内外在油田缓蚀剂领域和HC1腐蚀的缓蚀技术的研的研究仍十分活跃，主要针对全面腐蚀，特别是对CO2究更为突出。

近几年，许多油气田的腐蚀速率极高，不能用电化学腐蚀解释，经分析腐蚀产物，发现有微生物尸体存在，抽取井底样液，在显微镜下观察到活动的微生物Jhnson[4]，Rosser[5]，Fan[6]研究了抑制微生物腐蚀的缓蚀剂，取得了较好的成效。

然而对抑制其他局部腐蚀尤其是应力腐蚀的缓蚀剂研究较少，有关报道很少。

2、缓蚀剂机理研究从改变腐蚀金属表面状态情况看，可将缓蚀剂分为两类，在金属表面生成三维新相的成膜型缓蚀剂，在金属表面形成吸附膜的吸附型缓蚀剂。

成膜型缓蚀剂主要用于中性溶液，而油田介质是酸性，主要使用吸附型缓蚀剂[7]。

吸附型缓蚀剂的电化学缓蚀机理，普遍认为是通过物理吸附和化学吸附，缓蚀剂在钢铁表面形成一层连续或不连续的吸附膜，利用缓蚀剂分子或缓蚀剂与溶液中某些氧化剂反应形成的空间位阻，减少酸性介质中的H+金属表面[8]，减少电极反应活性位置[9]，或改变双电层结构而影响电化学反应的动力学[10]，使腐蚀速率降低。

缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。

关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。

缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。

缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。

2 缓蚀剂的分类缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。

常见到的分类方法有以下几种。

2.1 按缓蚀剂作用的电化学理论分类(1) 阳极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。

这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。

例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。

一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。

(2) 阴极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。

这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。

例如ZnSO4、Ca(HCO3) 2、As3+、Sb3+ 可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As、Sb 覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。

(3) 混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。

例如含氮和含硫的有机化合物。

2.2 按化学成分分类(1) 无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。

(2) 有机缓蚀剂，如胺、硫脲、乌洛托品等。

2.3 按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类(1) 氧化膜型缓蚀剂通过使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀的物质。

例如，铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠等。

由于它们具有钝化作用，故又称为钝化剂。

(2) 沉淀膜型缓蚀剂由于与介质中的有关离子反应并在金属表面生成有一定保护作用的沉淀膜，从而阻滞金属腐蚀的物质。

缓蚀剂研究报告随着工业化进程的不断加速，金属材料的使用范围也越来越广泛。

然而，金属材料在使用过程中，往往会受到腐蚀的侵蚀，导致使用寿命缩短，甚至失效。

因此，为了延长金属材料的使用寿命，保证其正常运行，研究缓蚀剂已成为重要的课题之一。

一、缓蚀剂的定义和分类缓蚀剂是指一种能够防止金属腐蚀的物质，它能够在金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀介质与金属接触，从而达到保护金属的目的。

缓蚀剂根据其化学结构和作用机理的不同，可以分为有机缓蚀剂和无机缓蚀剂两类。

有机缓蚀剂是指一类由含有活性基团的有机化合物组成的缓蚀剂。

它们能够与金属表面形成一层吸附层，从而阻止腐蚀介质与金属表面的接触。

而无机缓蚀剂则是指一类由无机化合物组成的缓蚀剂。

它们通常是一些金属离子或者其氧化物、氢氧化物等，能够与金属表面形成一层保护层，防止腐蚀介质与金属接触。

二、缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理主要有以下几种：1. 形成保护膜：缓蚀剂能够与金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀介质与金属接触，从而达到保护金属的目的。

2. 抑制电化学反应：缓蚀剂能够抑制金属与腐蚀介质之间的电化学反应，从而减缓金属腐蚀的速度。

3. 吸附作用：缓蚀剂能够与金属表面发生吸附作用，形成一层吸附层，从而防止腐蚀介质与金属接触。

三、缓蚀剂的应用缓蚀剂广泛应用于各个领域，如石油化工、船舶、冶金、汽车、航空航天等。

下面就以石油化工行业为例，介绍缓蚀剂的应用情况。

1. 石油开采在石油开采过程中，地下水、盐水等腐蚀性介质会对钢管、油井等金属设备造成腐蚀。

因此，石油开采过程中使用缓蚀剂，能够有效延长设备的使用寿命，提高生产效率。

2. 石油储存和运输石油储存和运输过程中，金属容器、管道等设备也会受到腐蚀的侵蚀。

使用缓蚀剂可以有效地保护这些设备，延长使用寿命，减少维修成本。

3. 炼油生产在炼油生产过程中，金属设备也会受到腐蚀的侵蚀。

使用缓蚀剂能够有效地保护这些设备，延长使用寿命，提高生产效率。