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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]。
缓蚀剂工作原理
缓蚀剂工作原理：
缓蚀剂是一种添加在金属表面的化学物质，用于减缓金属腐蚀的速率。
其工作原理包括以下几个方面：
1. 阻断反应：缓蚀剂可以与金属表面形成一层保护膜，阻断氧、水或其他腐蚀剂与金属表面的接触。
这种保护膜可以防止腐蚀剂的侵入，减少金属表面的腐蚀反应。
2. 电化学作用：缓蚀剂可以通过改变金属表面的电化学性质来减缓腐蚀反应的进行。
例如，它们可以增加金属表面的极化电阻，降低金属与电解质之间的电导率，从而降低腐蚀电流的流动速率。
3. 缓解应力：缓蚀剂还可以通过减少金属表面的应力集中来减缓腐蚀反应。
例如，它们可以改变金属晶界的形态，使其更加均匀，从而减少应力集中。
4. 离子吸附：缓蚀剂可以通过与金属表面上的离子发生吸附作用，阻碍腐蚀反应的进行。
它们可以吸附在金属表面上，并改变腐蚀剂吸附或扩散的途径，从而延缓腐蚀的发生。
综上所述，缓蚀剂通过阻断反应、改变电化学性质、缓解应力和离子吸附等方式，减缓金属腐蚀的速率。
这些机制有时也可以相互作用，共同起到缓蚀的作用。
高温缓蚀剂
高温缓蚀剂是一种高效的防腐剂，它主要用于防止金属表面的腐蚀，是最常用的化学
腐蚀抑制剂之一。
高温热腐蚀剂具有防蚀效果明显、使用方便的特点，可有效的抑制金属
的高温腐蚀，阻止表面腐蚀性氧化物的形成，并有效的阻止金属表面溶解和气化。
此外，
适当的内部结构，也可以起到相同的作用，防止金属构件之间的龟裂。
高温缓蚀剂通常含有有机氯、有机磷、钒、硅酸盐、硫酸铁、氯化钠和其他多重物质，有利于金属表面形成一种具有较高强度的覆盖层，其中主要成分为硅酸盐，其抑蚀效果十
分显著。
它具有良好的防腐性能，可以防止有害的氧化物的形成，而无害的氧化物却可以
渗透进金属弱点，以抑制铁面的腐蚀。
高温缓蚀剂的质量在行业工作中非常重要，可以有效的保护金属件的表面，但是也存
在一些缺点，比如：金属表面局部腐蚀，成本较高，覆盖度不高，使用寿命较短等。
因此，如果采用高温缓蚀剂时，要慎重选择其品质、成分及量，以达到较优的防腐效果。
总之，高温缓蚀剂是一种非常有效、可靠的金属防腐剂，不仅可以提高金属性能，而
且可以降低高温腐蚀带来的危害。
在工程和冶金领域，它的应用可以减少对金属表面的侵蚀，达到防腐的目的，延长其使用寿命。
专论聚合物缓蚀剂的研究开发及应用张大全 周国定(上海电力学院热力设备腐蚀与防护实验室 上海200090)庞学良(江苏昆山香料化工研究所 昆山215300)摘 要 论述了聚合物缓蚀剂研究开发进展及其在材料保护中的应用。
聚合物缓蚀剂的应用发展对满足苛刻工艺条件下防腐蚀处理要求,实现缓蚀剂安全经济运行具有重要的意义。
主题词 腐蚀 聚合物缓蚀剂 环境保护 水处理 有机涂层DEVELOPM ENT AN D APPLICAT ION OF POLYM ERIC CORROSION INHIBITORSZhang Daquan Zhou Guoding(T he L abor atior y o f Co rr osion and P ro tectio n o f T her mal Pow er Equipment ,Shanghai I nstitute of Electric Pow er ,Shanghai 200090)Pang Xueliang(K unshan Inst itute o f Flavo r Chemical Engineer ing ,Jiangsu,K unshan 215300)Abstract T he dev elo pment and application of polymer ic cor r osio n inhibitio rs ar e rev iew ed.T he use ofpolymer ic cor ro sio n inhibitor s is beneficial to the r ealizatio n of co rr osio n pr evention r equir ement under ag gr essive engineer ing conditions .Development of polymer ic cor ro sion inhibito rs is of g reat significance for the safety and economy.Keywords Cor r osio n P olymer ic cor ro sion inhibitor Env ir onment pro tectio n W ater tr eatment Or g anic co ating1 引 言缓蚀剂是常用防腐蚀措施之一,广泛应用于酸洗、油气井酸化、金属制品储运、水处理等工业生产中。
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。
化学清洗用缓蚀剂、活性剂和还原剂化学清洗过程中，为了保护设备不被腐蚀或减少腐蚀，必须加入适当的缓蚀剂；另外，为了保护清洗表面被很好的湿润，提高清洗效率，通常在清洗液中要加入表面活性剂，如OP类非离子型表面活化剂等；清洗完毕后，为了防止余液对设备的进一步腐蚀，还应作为适当的后处理，即碱中和、水洗和钝化处理。
一、化学清洗缓蚀剂设备清洗过程中，缓蚀剂、活化剂和钝化剂是不容忽视的。
特别是缓蚀剂的选择，直接影响着清洗剂对设备的腐蚀。
1、若定若定是由二邻苯酸脲、淀粉、食盐、平平加等组成的。
其配比（质量百分比）如下：二邻苯酸脲26% 食盐52%淀粉17% 平平加(烷基聚氧乙烯醚) 5%若丁缓蚀剂适用于黑色金属及铜在硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、柠檬酸中的清洗。
加入量0.8%，对碳钢、铜的缓蚀率大于95%。
2、1901缓蚀剂1901缓蚀剂是制药厂的副产品，即四甲基吡啶釜残液；为黄绿色液体，有吡啶臭味，相对密度0.96，沸点60~80°C。
其主要成分为二甲基吡啶及甲基吡啶。
适用于碳钢材质，如用7%HCL+6%HF清洗，1901缓蚀剂加入量0.5%~0.8%,缓蚀率可达90%~95%。
3、乌洛托品适用于黑色金属在盐酸、磷酸中的清洗，加入量为0.5%，缓蚀率大于95%。
4、SH-415缓蚀剂SH-415缓蚀剂由制药厂的下脚料制成，适用于蒸汽机锅炉水垢的清洗。
在7%~9%盐酸和1%氢氟酸组成的清洗液中，加入量为0.5%。
5、SH-406缓蚀剂SH-406缓蚀剂由制药厂的下脚料、溶剂和助剂等组成，适用于低压锅炉盐酸除垢剂20#碳钢盐酸酸洗，加入量为0.5%。
6、SH-416缓蚀剂SH-416缓蚀剂由制药厂的下脚料制成，适用于大型直流锅炉及大中小汽包炉的酸洗。
加入量为0.3%。
7、IS-缓蚀剂IS-缓蚀剂由咪唑季铵盐、烷基醇聚氧乙烯醚等组成，适用于高中低压锅炉水垢的酸洗，加入量为0.3%。
8、Lan—826缓蚀剂Lan—826缓蚀剂是多用型酸洗缓蚀剂，外观为黄色液体，相对密度1.06，微碱性，不燃烧。
磷酸盐在钢铁腐蚀中的应用
磷酸盐在钢铁腐蚀中有着重要的应用。
首先，磷酸盐可以作为一种缓蚀剂，用于防止钢铁表面的腐蚀。
缓蚀剂是一种物质，它能够与金属表面发生化学反应，形成一层保护性的膜，阻止腐蚀的发生。
磷酸盐可以与钢铁表面发生反应，形成一种致密的磷酸盐盖层，起到保护钢铁免受腐蚀的作用。
其次，磷酸盐还可以用作一种除锈剂，用于去除钢铁表面已经发生腐蚀的部分。
腐蚀会导致钢铁表面形成氧化物和氢氧化物等产物，这些产物会降低钢铁的强度和耐久性。
磷酸盐作为除锈剂，可以与这些产物发生反应，将其溶解或转化为易于清除的物质，从而恢复钢铁表面的光洁度和功能。
另外，磷酸盐还可以用作一种钝化剂，用于提高钢铁的耐腐蚀性能。
钝化是指通过在金属表面形成一层致密的氧化物或磷酸盐膜，防止进一步的腐蚀。
磷酸盐钝化剂可以与钢铁表面的金属离子发生化学反应，形成一层具有良好保护性能的磷酸盐膜，从而提高钢铁的耐腐蚀性能。
总之，磷酸盐在钢铁腐蚀中的应用包括缓蚀剂、除锈剂和钝化剂。
它们能够保护钢铁表面免受腐蚀，并提高钢铁的耐久性和功能。
1.8缓蚀剂的实际应用
1.在酸性环境中的应用
生活生产当中金属材料及设备与酸类物质的接触是不可避免的。
比如为了清洗掉在钢铁表面上的铁鳞和铁锈，需要对该材料进行酸浸酸洗；又如在工业设备上的铁锈铁垢也需要通过酸洗的方法来进行对设备清洗；而在油井中处于对出油速度的考虑或者说是为了提高出油率，要不断向地下油层内加入酸从而来溶解岩层厚度；此外，酸的一些贮运工具等。
在这些情况下，为了保护设备，延长工程材料的使用寿命，经常都需要采用酸性介质的缓蚀剂来保护与酸性介质接触的或处于酸性环境中金属材料。
大体来说，酸性介质的缓蚀剂可以分为两大类：
(1)无机缓蚀剂如Sb3r、AS3+、Sn2+、Bi3+、Fe3+、Fe2+、Cu、Br-2+和I-等。
(2)有机缓蚀剂据文献报道，已研制成功并得到实际运用的有机缓蚀剂作为酸性介质缓蚀剂的炔醇、有醛、有机酸等其他含碳氢氧的化合物；由于氮含有多对电子，所以有胺、吡啶、喹啉、吡咯烷、苯胺、嘧啶、哌啶、硬脂酰胺等含氮的有机化合物；含硫的有机化合物；含磷的有机化合物等。
很多酸性体系缓蚀剂一般都采用无机物与有机物的多组分化学复合物。
2.在水系统中的应用
有文献报道，已经有多种缓蚀剂成功研制运用于来保护工业循环冷却水系统、采暖设备与管道、饮用水系统、水冷却器等。
所谓水质稳定技术是指通过添加具有缓蚀、消垢和杀菌灭藻作用的各种化学药剂来控制冷却水循环系统的腐蚀、结垢和生物繁殖，从而使得设备安全运转得以保证的技术。
在水质处理中常用的高效缓蚀剂有：聚磷酸盐、有机磷酸盐、锌盐、硅酸盐、重铬酸盐和铬酸盐等。
3.在石油天然气开采中的应用
由于在原油、天然气内含有H
2S、CO
2
有机酸等会给采油采气的管道和设备造
成比较轻微的腐蚀，日积月累，时间长了，由于硫化氢中氢的长期存在造成金属设备的穿孔或着形成层状会慢慢剥落，甚至更危险情况有可能造成应力腐蚀破裂和氢损伤。
其中在石油天然气开采方面，抗硫化氢气体的缓蚀剂是吸引科学家们关注和研究最多的一类缓蚀剂，已有许多缓蚀剂成功研制并商品化，具体来说有咪唑啉、兰4-A、1014、粗喹啉、氧化松香胺等。
4.在炼油工业中的应用
与石油天然气开采情况类似，由于原油中含有多种无机盐、硫化物、环烷酸等物质组成，显然会对炼油厂中的常压、减压设备、管线和油罐等造成比较严重腐蚀，所以通常情况下也需要用缓蚀剂对设备进行有效的保护，比如已经广泛被采用尼凡丁-18、4502Nacol 65 AC等有效缓蚀剂。
5.在化学工业中的应用
任何缓蚀剂的自身保护都有一定的局限性，它在化学工业过程中的应用还不是很多，但也有一些已经应用成功的实例。
(1)熬碱锅的防护由于烧碱溶液是在铸铁制的熬碱锅中通过蒸发而获取碱，所以毋庸多异，会给熬碱锅造成比较严重腐蚀。
在这种情况下也经常用缓蚀剂来保护锅炉，比如以硝酸钠为缓蚀剂应用为例，不单可以起到延长设备的使用寿命的效果和作用，而且会减少碱中Fe3+的含量从而使制碱的质量得到改善和有效提高。
(2)碳化塔的防护在碳酸氢铵厂中时常采用硫化钠溶液预膜的方法来减缓
碳化塔和冷却水箱的腐蚀。
(3)醋酸生产中不锈钢设备的防护通常在醋酸蒸发器中，通过加入1%H
2
O 作为中性缓蚀剂缓蚀剂，可以使得不锈钢设备的腐蚀速率得以大幅度的下降。
(4)合成氨生产中苯菲尔脱碳系统的防护脱碳系统中的K
2CO
2
-KHCO
3
-CO
2
介
质会使得碳钢设备和管道腐蚀十分严重，尤其是当向体系中通入大量CO
2
，在等
CO
2
吸收以后的溶液的PH值会变得更小，溶液的腐蚀性作用也变越强。
在这种
生产状况中通常向设备中加入含1%KVO
3
的苯菲尔脱碳液运转一周，生成一层有
效的保护膜，再以0.6%KVO
3的溶液维持生产。
其中KVO
3
是阳极型缓蚀剂。
6.在防止大气腐蚀方面的应用
当大气受到污染，人体吸入大气会对人的身体健康造成极为严重而广泛的影响，因此为防止大气遭受酸碱物质的污染，主要是通过研制成气相缓蚀剂、防锈油、防锈水和涂料等。
(1)气相缓蚀剂气相缓蚀剂本身具有一定蒸汽压，在十分有限空间范围内能够抑制大气或蒸汽对金属腐蚀以及通过中和酸碱性的缓蚀剂。
已知的气相缓蚀剂有几百种，普遍应用的也有几十种。
①无机酸与有机酸的铵盐比如亚硝酸二环己胺、碳酸铵、苯甲酸铵、亚硝酸二异丙基胺等。
因为钢铁在生产生活中的广泛应用，它们大部分主要都是钢铁的缓蚀剂，其中少数对Al、Cu也有一定的缓蚀作用。
②硝基化合物及其胺盐通常主要适合于黑色与有色金属的缓蚀剂。
如硝基甲烷、间硝基苯酚、α-硝基氮茂等。
③酯类如己二酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁酯和醋酸异戊酯等。
④混合型例如亚硝酸钠+磷酸氢二铵+碳酸氢钠、亚硝酸钠+苯甲酸铵、亚硝酸钠+乌洛托品、亚硝酸钠+尿素等，适用于黑色金属。
(2)防锈油对于油溶性缓蚀剂的润滑油和凡士林等油脂，可以采用对于金属的短期保护。
防锈油是由油溶性缓蚀剂+基础油脂+辅剂组成的。
国内常用的油溶性缓蚀剂有石油磺酸钡、二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸、氧化石油脂及其皂类、硬脂肪铝、环烷酸锌、羊毛脂及其皂类、苯并三唑、咪唑啉衍生物等。
辅剂指抗氧化、助溶、消泡、抗熔、抗凝固以及提高低温附着力的助剂。
(3)防锈水防锈水是水溶性的缓蚀剂与各种辅剂(消泡、增稠、浸润等)的水溶液，通常用于短期的工序间防锈。
