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。
(3)含磷类缓蚀剂
含磷类缓蚀剂目前应用广泛的包括有机膦酸类和有机膦酸脂类。
该类化合物不但有缓蚀效果,而且还能阻垢。
该类缓蚀剂的缓蚀机理是通过与两价离子形成络合物沉积于金属表面,形成被膜而具有缓蚀作用。
该类缓蚀剂尤其是有机膦酸类缓蚀剂与无机膦酸相比有很好的化学稳定性,不易水解,能耐较高的温度,无毒,兼有缓蚀阻垢作用,因此被广泛的应用。
其典型的代表为ATMP 、HEDP 。
除了以上讨论的缓蚀剂外,近年来大分子聚合物缓蚀剂的研究和开发日以成为热门。
研究表明,聚合物缓蚀剂具有用量少、成膜致密、环境友好等优点。
目前,主要的工作集中在聚马来酸酐及其衍生物的研究。
随着人类认识自然、改造自然的深入,势必对防腐及缓蚀剂提出更高的要求。
展望未来,缓蚀剂的发展趋势有以下几点。