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防水防油

• 图2-14 油溶性缓蚀剂的水膜置换作用 将带有水膜的金属试片,浸在含有某些缓蚀剂的 矿物油中,水膜会被油膜取代,而缓蚀剂粘附于 金属表面,并保护金属不锈。
γsw = γsoγowcosθ0
图2-14 油溶性缓蚀剂的水膜置换作用
十八胺的疏水亲油的碳氢链伸入油相中
的吸附态吸附于金属-油的固-液界面上 使γSO下降,同时十八胺还可以极性的 氨基伸入水相,亲油的碳氢链伸入油相
(2)有机缓蚀剂非极性基的作用
• 有机缓蚀剂的分子,是一种广义的表面活性剂。极性基团
(即亲水基)通过物理吸附或化学吸附紧贴在金属表面,而非极性基(疏水 基)则远离金属表面作定向排布。这样整个金属表面就形成一层疏水性的保 护膜。这种由缓蚀剂的非极性基团形成的疏水层起防止腐蚀介质侵入的作用, 称为非极性基的屏蔽效应。
的吸附态吸附于油界面上使γOW下降 γSO↓,γow↓→cosθ0↑→θ0↓
(3)常用的油溶性缓蚀剂
• ① 石油磺酸钡 石油磺酸钡的分子式为(RSO3)2Ba
• ② 二壬基萘磺酸钡 • ③ 二壬基萘磺酸钡和二壬基萘磺酸 • ④ 硬脂酸铝防锈油中应用的是双铝皂 (RCOO)2AlOH • ⑤ 氧化石油脂 • ⑥ 山梨糖醇单油酸酯 • ⑦ 咪唑啉及其衍生物 • ⑧季铵盐型咪唑啉 • ⑩苯并三氮唑及其衍生物
(二) 防水防油
1、织物的防水 织物防水原理: 防水织物由于表面的疏水性使织物与水之间的接触角θ>900,在纤维与纤 维间形成的“毛细管”中的液面成凸液面,凸液面的表面张力的合力产生的
附 加压力Δ p凸的方向指向液体内部,因此有阻止水通过毛细管渗透下来的作 用 非防水织物的表面是亲水性的,织物与水之间的接触角θ<900,纤维间“毛 细管”中的液面为凹液面,凹液面的表面张力合力产生的附加压力Δ p凹。 指向气相有利于液体通过毛细管渗透下来 。
B 化学吸附:
a双键、三键的电子类似于孤对电子,具有供电 子的性能。所以,它们也能与金属表面空的d轨道 形成配价键而被吸附
b 有机缓蚀剂与腐蚀介质或金属发生复杂的化学反应: 反应产物被吸附在金属表面而起着较好的防腐蚀的作用。 这些复杂化学反应包括还原反应、聚合反应和螯合反应。 发生螯合反应对缓蚀剂的要求是要具有两个或两个以上 的极性基。氨基三亚甲基磷酸
②在油相中当缓蚀剂的浓度超过临界胶团浓度后,缓蚀
剂还会自动聚集生成反胶团,正是这些胶团的存在,能 将油中的腐蚀介质(二氧化硫,硫化氢,水,低分子的腐蚀 性酸)加溶在胶团中,从而显著地降低了油膜的透水率。 所以它们起着酸的吸收剂的作用。
图2-13油溶性缓蚀剂的缓蚀作用示意图
(2)油溶性缓蚀剂的水膜置换性
图2-10 缓蚀剂 在金属-水界面附示意
酰胺羧酸和烷基 甘氨酸成五元环的 示意
2. 油溶性缓蚀剂
• (l)油溶性缓蚀剂的缓蚀机理 油溶性缓蚀剂是油溶性表面活性剂
①、在金属-油界面上以极性基吸附于金属表面而非极
性的亲油基伸向油中,形成定向吸附的单分子膜。它对 金属表面起到屏蔽作用。
(l)缓蚀剂在金属表面上的吸附(物理吸附或化学吸附 )
• A 物理吸附:在酸性溶液中,烷基胺,吡啶 三烷基磷和硫醇等的中心原子都有未共用 的电子对,它们都能与酸液中的质子H+配 位,形成带正电荷的阳离子,由于静电引 力,这种阳离子就被吸附在金属表面的阴 极区,使金属表面仿佛是带正电荷一样, 阻止溶液中的H+进一步接近金属,提高了 H+放电的活化能。
以是非化学键。纤维的防油处理是使形成充填一CF3 基团的表面层,采用全氟碳化合物,使经处理后的
临界表面张力γc要低于油的表面张力。
(三)金属的防锈与缓蚀
• 腐蚀原因:金属和液体中的水相接触时,金属表面的不均 匀性,或由于溶液的电解质浓度以及氧浓度等的局部差异, 形成局部电池而引起电化学腐蚀。
• 1. 有机缓蚀剂的缓蚀作用机理
有机缓蚀剂类型:有机缓蚀剂按其阻滞电化学反 应机理来看,可分为阳极型、阴极型和混合型缓 蚀剂。 有机缓蚀剂的缓蚀作用机理:有机缓蚀剂通常是 由电负性较大的O、N、S和P等原子为中心的极 性基和C、H原子组成的非极性基(如烷基)所构 成,极性基团吸附于金属表面,改变了双电层的 结构,提高金属离子化过程的活化能;而非极性 基团远离金属表面作定向排布,形成一层疏水的 薄膜,成为腐蚀反应有关物质扩散的屏障,这样 就使腐蚀反应受到抑制,特别是在腐蚀性强的酸 性介质中,有机缓蚀剂具有很好的缓蚀作用。
以上现象也可用
来解释,防水织物中θ
>900 Δ p<0为负值,与液体渗透的方向相反起阻止液体
的渗透。在非防水织物中θ<900 Δ P>0与液体渗透方向
同向,有拉动液体渗透的作用。
例如:防水剂Zelan
2. 防油
防水处理是使形成充填一CH3基团的表面层或长碳氢 链的疏水层,防水剂的结合方式可以是化学键也可
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