淺談緩蝕劑

魯愛萍

【摘要】金屬腐蝕在工業(yè)生產(chǎn)中是一種比較常見的現(xiàn)象。每年由于金屬腐蝕所造成的損失數(shù)目驚人。加入緩蝕劑進行防腐蝕是一種比較簡單實用的方法。因此，緩蝕劑的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】腐蝕；緩蝕劑；緩蝕

1緩蝕劑的意義及特點

腐蝕是材料在各種環(huán)境作用下發(fā)生的破壞和變質(zhì)。遍及國民經(jīng)濟的各個部門，給國民經(jīng)濟帶來巨大的損失，尤其是金屬制品在加工、貯存、運輸和使用過程中，由于各種不同因素影響，造成的損失大大超過了自然災(zāi)害的總和，約占國民經(jīng)濟的2－4％。而且由于腐蝕引發(fā)的生產(chǎn)安全問題，造成的生產(chǎn)事故和人身傷亡也是數(shù)不勝數(shù)。因此，搞好腐蝕的防護工作，已不是單純的技術(shù)問題，而是關(guān)系到保護資源、節(jié)約能源、節(jié)省材料、保護環(huán)境、保證正常的生產(chǎn)和人身安全，發(fā)展新技術(shù)等一系列重大的社會和經(jīng)濟問題。所以，緩蝕劑的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

到目前，人類已經(jīng)找到了許多種防止或減緩金屬腐蝕的方法。并在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。在諸多金屬防護措施中，加入緩蝕劑是一種工藝簡便，成本低廉，適用性強的方法。如果選擇適當(dāng)?shù)木徫g劑，只需要添加少量緩蝕劑就能大大抑制金屬的腐蝕速率，減緩金屬的腐蝕。這種方法應(yīng)用面很廣，與其它金屬防護方法比較有如下特點：可以不改變金屬構(gòu)件或制品的本性；由于用量少，添加緩蝕劑后的介質(zhì)的性質(zhì)基本不變；使用緩蝕劑一般不需要特殊的設(shè)施。

2緩蝕劑的作用機理

關(guān)于緩蝕劑的作用機理，至今還沒有一個公認(rèn)的一致見解。不同的人從不同的方面分別作出了三種解釋：電化學(xué)理論、吸附理論、成膜理論。實際上這三種理論相互間均有著內(nèi)在的聯(lián)系。由于緩蝕劑的種類繁多，作用機理也各有不同，因此，要正確了解緩蝕機理，必須根據(jù)緩蝕劑的種類和介質(zhì)的性能，全面加以考慮。下面主要按保護膜的類型并結(jié)合有關(guān)的緩蝕理論進行說明。

2.1氧化膜型緩蝕劑的作用機理。氧化膜型緩蝕劑是以緩蝕劑本身作氧化劑或以介質(zhì)中的溶解氧作氧化劑，使金屬表面形成鈍態(tài)的氧化膜，從而減緩金屬的腐蝕，故氧化膜型緩蝕劑又叫鈍化劑，它們大多數(shù)為無機物，也有少量的有機物，在氧化膜型緩蝕劑中有的緩蝕劑本身具有氧化性，可使鐵氧化成氧化鐵，并與自身的還原產(chǎn)物一起形成氧化物保護膜，對于本身不具有氧化性的氧化膜緩蝕劑，則必須有溶解氧的存在才有緩蝕效果。

2.2沉淀膜型緩蝕劑的作用機理。沉淀膜型緩蝕劑在金屬的表面形成沉淀膜。沉淀膜可以由緩蝕劑相互作用形成，也可以由緩蝕劑與腐蝕介質(zhì)中存在的金屬離子反應(yīng)形成。沉淀膜的厚度比氧化膜的厚度要厚。一般有幾百到一千埃。由于沉淀膜電阻大，并能使金屬與腐蝕介質(zhì)相互隔開，因此，可以抑制金屬的腐蝕。

2.3吸附膜型緩蝕劑的作用機理。吸附膜型緩蝕劑是通過緩蝕劑分子極性基團的物理吸附作用或化學(xué)吸附作用，使緩蝕劑附在金屬的表面。這樣，一方面改變金屬表面的電荷狀態(tài)和界面性質(zhì)，使金屬表面的能量狀態(tài)趨向于穩(wěn)定化，從而增加腐蝕反應(yīng)的活化能，使腐蝕速度減緩；另一方面，被吸附的緩蝕劑上的非極性基團，尚能在金屬的表面形成一層疏水性的保護膜，阻礙著與金屬反應(yīng)的有關(guān)的電荷或物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，因而也使腐蝕速度減小。

因此，吸附型緩蝕劑實際上常是一種表面活性劑，其中極性基團是親水性的，非極性基團是疏水性的或親油性的。在吸附時，極性基團定位向著金屬，而非極性部分則定位離開金屬。當(dāng)分子的親水性較強時，則分散性較好，但吸附性較差。故對于不同的使用條件，要求有不同的親水和親油平衡體系。此外，有機緩蝕劑不只是能吸附，而且有時還能與金屬離子一起形成難溶而又致密的覆蓋層，所以能十分有效的抑制金屬的腐蝕。

3簡介新型酸洗緩蝕劑

在各種腐蝕環(huán)境中，酸溶液是最富有腐蝕性的介質(zhì)，在酸性介質(zhì)中金屬的破壞速率遠(yuǎn)比其它介質(zhì)中為甚。而且在工業(yè)生產(chǎn)中酸性介質(zhì)應(yīng)用非常廣泛，也非常重要。例如：酸洗、酸浸、酸沾、酸化等幾種常用的酸處理工藝。在這些酸處理工藝中，均需向酸中添加緩蝕劑，以防止酸洗介質(zhì)對金屬的腐蝕并降低酸的非生產(chǎn)性消耗量。所以對緩蝕劑的需求量大，質(zhì)量要求高。因此，有人對酸性介質(zhì)緩蝕劑進行了研究，并研制了一種比較有效的新型酸性介質(zhì)緩蝕劑。新研制的緩蝕劑是由烏洛托品和苯胺及加入適量的水和冰醋酸在1200C的條件下加熱沸騰60min，得到黃色的粘稠狀液體縮聚物。由于不溶于水，需要加入乳化劑Tx-10乳化，配比為Tx－10：縮聚物：水=1：1：4。加入量為4％-6％，在加入量為5％時，對碳鋼在7％鹽酸中的緩蝕率達到95.67％。新研制的緩蝕劑是陰極型緩蝕劑，對金屬腐蝕的陰極過程起抑制作用，而對陽極過程沒有作用。

酸性介質(zhì)緩蝕劑主要是吸附型的緩蝕劑，而且主要是有機類的，有機緩蝕劑分子是由極性基和非極性基組成，它的緩蝕效率取決于在金屬表面上吸附的覆蓋面積及構(gòu)成屏蔽腐蝕的介質(zhì)的保護膜厚度，被膜的致密度，吸附分子與金屬間的吸附力以及吸附率等，為使少量的緩蝕劑充分發(fā)揮緩蝕作用，緩蝕劑分子的極性基與非極性基之間，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膬上嗥胶猓礃O性基能牢固的吸附在金屬表面上，非極性基能有效地覆蓋全部金屬表面，低分子有機化合物分散性好，覆蓋率低，高分子有機化合物覆蓋好，在水中溶解度低，分散性差，所以要加適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┮蕴岣咂浞稚⑿阅堋?/p>