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牺牲阳极保护需要提供阳极材料,并且这种阳极材料需要定期更换施工强度较大。

(2)使用缓蚀剂非常经济,随着缓蚀剂应用的不断深入,目前缓蚀剂的合成、制备技术非常成熟,相比其他的防腐措施,缓蚀剂的成本一般更低。

(3)投加缓蚀剂对设备外观、材质、机械性能等都无任何改变,而喷漆、电

镀、涂层、内衬等防腐方法都无法做到。

(4)缓蚀剂添加量一般较少,使用缓蚀剂进行腐蚀控制,一般不会改变介质的原有物理、化学性质。

因此缓蚀剂技术也适用于石油天然气输送、贮存和炼制,城市供水管道等环境下的防腐。

2、缓蚀剂的分类及作用原理

由于缓蚀剂种类繁多,使用条件多样,缓蚀机理也不完全相同,因此对缓蚀剂进行分类常按照缓蚀剂的化学成分、在金属表面成膜情况以及缓蚀机理等不同方法进行分类,每种分类方法都有其自身的优缺点,目前广泛采用的是如下几种分类方法:

2.1根据化学成分分类[3]

根据产品的化学成分分类,可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂。

(1)无机缓蚀剂

无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等。

对于无机缓蚀剂,有的是通过阴离子起缓蚀作用,而有的是通过阳离子起作用,无机缓蚀剂中起作用的阴离子有:

CrO42-(Cr2O72-)、MoO42-、NO3-(NO2-)、AlO2-、SCN-、PO43-、CO32-、S2-、Br-、I-等;

无机缓蚀剂中起作用的阳离子有:

Cu+、Sb3+等。

(2)有机缓蚀剂

有机缓蚀剂有机缓种类更多,常见的有胺类(十二胺、苯胺等)或利用胺反应得到的缩合物(酮醛胺缩合物、醛胺缩合物等),吡啶或喹啉与卤代物反应得到的季铵盐、各种醛(甲醛、肉桂醛等)、咪唑啉或咪唑啉酰胺、炔醇(丙炔醇、己炔醇、戊炔醇等)、有机磷酸或其盐类等。

2.2、根据生成保护膜的类型分类[3]

除了中和性能的水处理剂,大部分水处理用的缓蚀剂的缓蚀机理是在与水接触的金属表面形成一层将金属和水隔离的金属保护膜,以达到缓蚀目的。

根据缓蚀剂形成的保护膜的类型,缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型缓蚀剂。

(l)氧化膜类缓蚀剂

氧化膜类缓蚀剂一般都是强氧化性物质,该类缓蚀剂通过其自身的强氧化作用或者在介质中溶解氧的协同作用下,使得金属表面形成钝化膜,这种钝化膜尽管厚度仅数纳米,却非常致密,可以有效地将腐蚀介质与金属表面隔开。

由于这种钝化膜在酸液中容易溶解,所以氧化膜类缓蚀剂大多使用在中性或碱性环境中。

铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、正磷酸盐、硼酸盐等均被看作氧化膜型缓蚀剂。

铬酸盐和亚硝酸盐都是强氧化剂,无需水中溶解氧的帮助即能与金属反应,在金属表面阳极区形成一层致密的氧化膜。

其余的几种,或因本身氧化能力弱,或因本身并非氧化剂,都需要氧的帮助才能在金属表面形成氧化膜。

(2)沉淀膜类缓蚀剂

沉淀膜类缓蚀剂加入到腐蚀介质中后,会与腐蚀介质中的一些物质发生反应,形成溶解度较低的化合物,这些形成的化合物容易在金属表面沉积,形成沉积膜,相比钝化膜,沉积膜更厚,但是不如钝化膜致密,附着力也较差,特别是在有些情况下,沉淀膜与金属的接触部位容易发生垢下腐蚀。

锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物,钙的碳酸盐和磷酸盐是最常见的沉淀膜型缓蚀剂。

由于它们系由锌、钙阳离子与碳酸根、磷酸根和氢氧根阴离子在水中与金属表面的阴极区反应而沉积成膜,所以又被称作阴极型缓蚀剂。

阴极缓蚀剂能与水中有关离子反应,反应产物在阴极沉积成膜起保护膜的作用。

锌盐与其他缓蚀剂复合使用可起增效作用。

由于沉淀型缓蚀膜没有和金属表面直接结合,而且是多孔的,往往出现在金属表面附着不好的现象,缓蚀效果不如氧化型膜。

(3)吸附类缓蚀剂

吸附类缓蚀剂大多为含N、O、S、P等元素的有机物,这些有机物通过物理作用或化学作用吸附在金属表面,形成完整的吸附膜,减少了腐蚀介质与金属基体的接触,从而降低了腐蚀速度,吸附类缓蚀剂的成膜一般不是太厚,但都较完整,存在化学作用时吸附作用力很强。

它们具有极性基因,可被金属的表面电荷吸附,在整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜,从而阻止或减缓相应电化学的反应。

如某些含氮、含硫或含羟基的、具有表面活性的有机化合物,其分子中有两种性质相反的基团:

亲水基和

亲油基。

这些化合物的分子以亲水基(例如:

氨基)吸附于金属表面上,形成一层致密的憎水膜,保护金属表面不受水腐蚀。

当金属表面为清洁或活性状态时,此类缓蚀剂能形成缓蚀效果令人满意的吸附膜。

但如果金属表面有腐蚀产物或有垢沉积的情况下,就很难形成效果良好的缓蚀膜,此时可适当加入少量表面活性剂,以帮助此类缓蚀剂成膜。

2.3、根据缓蚀机理分类[4]

根据缓蚀剂对电化学腐蚀的控制部分分类,分为阳极型缓蚀剂,阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。

(1)阳极型缓蚀剂

阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂,如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。

它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用,生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。

这样就抑制了金属向水中溶解。

阳极反应被控制,阳极被钝化。

硅酸盐也可归到此类,它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过来达到缓蚀的目的。

阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度,以使全部阳极都被钝化,一旦剂量不足,将在未被钝化的部位造成点蚀。

(2)阴极型缓蚀剂

抑制电化学阴极反应的化学药剂,称为阴极型缓蚀剂。

锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物,钙的碳酸盐和磷酸盐为阴极型缓蚀剂。

阴极型缓蚀剂能与水中与金属表面的阴极区反应,其反应产物在阴极沉积成膜,随着膜的增厚,阴极释放电子的反应被阻挡。

在实际应用中,由于钙离子、碳酸根离子和氢氧根离子在水中是天然存在的,所以,只需向水中加入可溶性锌盐或可溶性磷酸盐。

(3)混合型缓蚀剂

某些含氮、含硫或羟基的、具有表面活性的有机缓蚀剂,其分子中有两种性质相反的极性基团,能吸附在清洁的金属表面形成单分子膜,它们既能在阳极成膜,也能在阴极成膜。

阻止水与水中溶解氧向金属表面的扩散,起了缓蚀作用,巯基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺等属于此类缓蚀剂。

2.4、缓蚀剂作用机理

在电解质溶液中,金属的腐蚀过程服从电化学过程,因此腐蚀的发生存在着阴极反应与阳极反应,阴极反应对应的是去极化剂接受电子的过程,最常见的两种去极化剂为氢质子与氧气,而阳极反应对应的是金属的溶解过程,从腐蚀电化学原理分析,缓蚀剂加入后使得腐蚀反应的阳极过程或者阴极过程受到抑制,有些缓蚀剂可以同时抑制腐蚀反应的阴极与阳极过程[4]。

大多数无机型缓蚀剂主要使用在中性或偏碱性的介质环境中,它们通常对电极的阳极过程有显著的抑制作用,通过使金属表面钝化或者在金属表面形成沉积膜进而起到缓蚀作用,随着缓蚀剂应用的发展,无机缓蚀剂的使用并未局限在中性或碱性介质中,如在酸性介质中添加碘化物、亚铜、亚锑盐后,能显著增强无机缓蚀剂的作用效果。

有机缓蚀剂在酸性介质中的使用非常广泛,它们通过物理或化学作用力吸附在金属表面,通过改变双电层结构,提高腐蚀反应活化能以及将腐蚀介质与金属基体隔离,进而抑制腐蚀速率,有机缓蚀剂在中性介质中也取得了成功的应用,如有机磷酸盐、苯钾酸盐、咪唑啉在工业水和油田污水处理的应用。

2.4.1无机缓蚀剂作用机理[5]

根据腐蚀电化学原理,通过考察无机缓蚀剂对电极阴阳极的抑制效果,无机缓蚀剂的作用机理可以归纳为阴极型、阳极型、混合型。

(1)阳极抑制机理

当介质中存在阳极抑制型缓蚀剂时,极化曲线阳极部分从活化区转为钝化区,使得腐蚀电流密度显著降低,而极化曲线的阴极部分并没有显著的改变。

图1.1(b)所示的极化曲线阐明了阴极型缓蚀剂的作用机理,从图中可以发现,介质中有阴极型缓蚀剂存在时,极化曲线的阴极部分塔菲尔斜率明显增加,而阳极部分塔菲尔斜率却没有改变,这说明阴极型缓蚀剂主要增加了电极的阴极极化过程,这使得金属的开路电位以及腐蚀电流密度均下降。

阴极型缓蚀剂可以通过在金属表面的阴极区成膜来增加阴极极化过程,也可以通过提高阴极反应的过电位从而抑制阴极反应,而在中性介质中,阴极过程主要为氧去极化过程为,因此也可以通过吸收体系中的氧来增加阴极反应的极化,根据阴极型缓蚀剂的不同作用原理,其可以进一步细分为以下几种:

A.成膜类阴极型缓蚀剂:

这类阴极缓蚀剂通过与介质中的物质反应或者自身吸附,在金属的阴极区间成膜,形成的膜能有效地抑制阴极去极化剂如02、H+等向界面扩散,使得阴极去极化作用受到有效抑制,进而减缓了腐蚀速率。

B.提高阴极反应过电位缓蚀剂:

腐蚀反应的阴极过程大多为氢质子或氧的还原反应,这些阴极反应发生的电位均高于其理论的平衡电位,即存在过电位"

特别是在酸性介质中,氢质子的还原反应在不同金属上存在显著的差异,而当介质中存在铋、汞、锑等重金属离子时,将会显著提高氢质子的还原过电位,从而使阴极过程受到抑制,降低腐蚀反应速度。

C.耗氧型阴极缓蚀剂:

在中性介质中,腐蚀反应的阴极过程多为氧去极化过程,因此在介质中加入可以与氧发生反应的物质,则可降低介质中的氧含量,使阴极反应受到抑制,进而抑制腐蚀速率。

混合型缓蚀剂作用示意图见图1.l(c),该类型缓蚀剂对腐蚀的阴阳极反应均有明显的抑制作用,由于加入混合型缓蚀剂后电极的阴阳极塔菲尔斜率同时增加,因此自腐蚀电位没有显著改变,但是腐蚀电流密度显著降低,使得金属腐蚀速度受到抑制。

2.4.2有机缓蚀剂作用机理[5]

有机缓蚀剂分子中通常同时具有极性基团与非极性基团,极性基团中存在氮、氧、磷、硫等元素,这些元素均含有孤对电子,而且电负性大,有机缓蚀剂通过极性基团牢固地吸附在金属表面上,而非极性基团排列在介质中,这样一方面有效地隔离了金属与腐蚀介质的接触,阻碍了腐蚀反应产物的扩散,同时还改变了双电层结构,提高了腐蚀反应的活化能,最终抑制了腐蚀反应的进行。

有机缓蚀剂的缓蚀性能有赖于其极性基团在金属表面吸附的强度,而极性基团的吸附可以是物理吸附也可以是化学吸附,或者两种吸附共同存在。

(l)有机缓蚀剂极性基团的物理吸附

形成的缓蚀剂与金属之间存在的范德华力使缓蚀剂吸附在金属表面,这就是物理吸附。

物理吸附速度很快,是可逆过程,容易脱附,吸附过程产生的热小,受温度影响小,而且金属和缓蚀剂间没有特定组合。

(2)有机缓蚀剂极性基团的化学吸附-供电子型缓蚀剂

相比物理吸附来说,化学吸附作用力更强,吸附更稳定,因此大多数有机缓蚀剂与金属表面的作用力主要是通过化学吸附实现的,而化学吸附实质就是缓蚀剂分子或离子与金属表面原子之前形成了配位键"

与物理吸附不同,化学吸附与金属原子类别。

缓蚀剂中心原子附近基团的推电子能力等均有密切关系。

(3)极性基团的化学吸附-供质子型缓蚀剂

通过实验发现了缓蚀剂化学吸附的另外一种方式,即供质子型或质子“给予型”这种缓蚀剂通过向金属表面给予质子,从而使得缓蚀剂分子吸附在金属表面上。

3、缓蚀剂研究现状

缓蚀剂被利用于防止金属已有很长的时期,随着科技的迅猛发展,在品种以及质量上,缓蚀剂得到非常大的改善。

在缓蚀剂品种方面,从20世纪30年代的百余种,到80年代已超过5000余种;

在缓蚀剂质量方面,从植物类到矿物原料产品类,极大地提高了缓蚀剂的性能。

缓蚀剂首先被应用于酸性溶液中,它可以起到抑制金属与酸反应的作用。

所以,酸性缓蚀剂在开发油、气田时进行地下岩层的酸化处理、酸洗钢板以及酸洗锅炉中得到广泛的利用[6]。

早期使用的缓蚀剂(如氨水、乌洛托品)只含有某个缓蚀基团,它们仅对钢铁类黑色金属材料制品具有缓蚀性能,而对多种非铁金属,尤其是两种金属的连接处,则有不同程度的腐蚀[2]。

二战结束后,各国的缓蚀剂研究不断发展:

首先20世纪60年代末,开发了全有机、非金属配方—有机膦酸盐与聚合物复配;

70年代初,德国合成专利产品PBTCA;

70年代后期,聚磷酸羟酸(PCA)得到开发与应用;

80年代后期,控制黑色金属腐蚀的有机磷酸化合物—羟基膦酸乙酸(HPA)的研究取得了重大进展[7]。

1989年,郭稚弧等[8]通过研究,发现黄柏等植物萃取液对10%HCl溶液中碳钢腐蚀有良好的抑制作用,而桔皮等对碳钢在中性无氧的NaCl溶液中的腐蚀有较好缓蚀效果。

自20世纪90年代末以来,低毒高效缓蚀剂的研究和应用取得了丰硕的成果。

国外科学家从松香中提取的松香胺衍生物、咪唑及其衍生物作为高稳定性的钢铁用低毒型缓蚀剂代替亚硝酸二环乙胺(剧毒),从奶油中提取的吲哚酪酸对铁等金属有较好的缓蚀效果。

1999年,国外科学工作者Farooqi等研究了阔叶碱、讲黄色素等天然产物的水溶萃取液在冷水体系中低碳钢的缓蚀性能。

另有Minhaj等研究了桉树属植物的叶子、芙蓉属植物的花朵和菌草科植物的液体提取物的缓蚀效应,测定了这些植物的缓蚀效率分别为74%,79%,85%。

2000年,外国科学家GMatamala用放射松单宁和阿拉伯胶单宁提取缓蚀成分,试验结果表明,放射松单宁的缓蚀效果很强,并且可以提高的钢材的使用寿命。

国内科学家从茶叶、花椒、果皮、芦苇等天然植物中成功提取了缓蚀剂的有效成分,这类缓蚀剂具有变废为宝的、成本低廉、低毒或无毒等特点。

近年来缓蚀剂和缓蚀技术的研究和应用发展很快,如多功能通用缓蚀剂、高效低毒型缓蚀剂(如环保型精细化学品HA-1气相缓蚀剂)、杂环型缓蚀剂、低聚型缓蚀剂已相继研制成功[2]。

(1)单功能型缓蚀剂

二战时期,使用的缓蚀剂(如氨水、乌洛托品)只含有某个缓蚀基团,它们仅对钢铁类黑色金属材料制品具有缓蚀性能,而对多种非铁金属,尤其是两种金属的连接处,则有不同程度的腐蚀,以至于对多种金属组合件机械制品中的铜、锌、镉等有色金属部件,往往需要采取隔离保护措施或放弃使用缓蚀剂技术。

(2)多功能型缓蚀剂

20世纪60年代初,多功能通用型缓蚀剂初步研究成功,如苯并三氮唑(BTA)及其衍生物、三氮唑系列化合物、邻硝基化合物、巯基苯丙噻唑(MBT)、肟类化合物等缓蚀剂,它们分子中都含有两个或两个以上的缓蚀基团,如8-羧基喹啉中就有)OH、N两个缓蚀基团,各种实验结果表明,这些基团不仅能对铜及铜合金具有良好的缓蚀性能,而且对铁、锌、镉、银等金属具有良好的缓蚀效果;

1992年,柴田芳对丹宁酸的缓蚀性能进行测试,结果表明,丹宁酸的缓蚀性能极广,可作为中性介质中低温、低压、高温、高压等苛刻条件下的高效缓蚀剂;

目前在美、日等国报道的缓蚀剂中,约有1/3以上为通用型多功能的缓蚀剂。

(3)低毒高效型缓蚀剂

在可持续发展战略的推动下,开发低公害、无污染的缓蚀剂是当务之急。

如国外报道:

从松香中提出的松香胺衍生物、咪唑及其衍生物作为高稳定性的钢铁用低毒型缓蚀剂代替亚硝酸二环己胺(剧毒),从奶油中提取的吲哚酪酸对铁等黑色金属有较好的缓蚀效果,我国科学工作者在这方面也做了大量工作:

如陶映初、许涛等从茶叶、花椒、果皮、芦苇等天然植物中成功提取了缓蚀剂的有效成分,这类缓蚀剂具有变废为宝、成本低廉、低毒或无毒等特点。

(4)低聚型或缩聚型缓蚀剂

随着有机合成技术的进步,科学工作者已能根据缓蚀剂的分子结构与缓蚀性能的关系,控制缓蚀剂的聚合度,设计合成许多新型结构的低聚物(分子量在2000以下和分子长度不超过500nm的聚合物)缓蚀剂,这种缓蚀剂具有低毒(一般而言,聚合物的毒性比单体低得多)、多个缓蚀基团(通过聚合反应引入)、高效多功能(缓蚀基团之间的协同效应产生的)等特点,如近几年开发的含水吗啉单元的低聚型缓蚀剂,不仅克服常用缓蚀剂毒性大的缺点,而且缓蚀性能好,已在机械内腔、精密刀具、汽车零件等方面使用,FQ-C、FA-C两种聚氮杂环季铵盐是由喹啉、吖啶氮杂环等聚合而成,但它们对碳钢的缓蚀效果远比喹啉、吖啶好;

冯辉霞等合成了一系列的苯胺缩聚物,对A3钢具有优良的缓蚀性能;

B.Mller等用三种不同的丙烯酸酯和两种异丁烯酸酯成的低聚型聚酯,对锌有良好的缓蚀性。

(5)杂环型缓蚀剂

含O、N、S、P等原子的杂环型缓蚀剂具有多个活性吸附中心(缓蚀基团),对多种金属具有较强的吸附作用并形成稳定的配合物或螯合物;

而且分子内或分子间极易形成大量的氢键而使吸附层增厚,形成阻滞H+接近金属表面的屏障,因而具有多功能、高效性(通过分子内不同极性基团的协同作用)、适应性强(环境的温度和pH值变化对其缓蚀性能影响较小)、低毒性等优点,一般属混合型缓蚀剂(既能抑制阴极反应,又能抑制阳极反应)。

如3-醋酸基-吲哚在10%的HCl溶液中对碳钢的缓蚀率高达98%;

高立新、张大全等人合成的4-(N,N二环己基)-胺甲基吗啉(DCHAM),是一种优良的黑色金属缓蚀剂,对铜、铝等有色金属也有较好的防锈能力;

巯基苯丙噻唑(MBT)、巯基苯并咪唑在pH值变化范围内很稳定,是一种对铜及铜合金最有效的缓蚀剂之一,对碳钢产品也有保护作用。

4、缓蚀剂的发展方向

4.1绿色环保[9]

进入新世纪,世界化学和化工学科的发展方向发生了重大的革命性的变革,其标志就是“绿色化学”概念的提出。

绿色化学就是用化学的技术和方法,从根本上减少或消灭那些对人类健康或环境有害的原料、产物、副产物、溶剂和试剂等的产生和应用。

所谓绿色技术是指在绿色化学基础上发展起来的技术,是一门全新的从源头上彻底阻止污染的化学技术。

它可将污染控制在一定水平,即在化学品的制造和应用中降低和消除有毒有害物质。

它除了需要我们在过程末端控制废物外,还要求我们在化学品的生产过程中产生更少的废物甚至零排放。

其影响已迅速扩展到自然科学的各个学科,将给以化学过程有关学科带来革命性的变化,成为2l世纪学科前沿和重点研究方向。

随着社会、经济的发展和人类环保意识的提高,绿色化无疑将是21世纪缓蚀剂发展的中心战略。

设计新的、安全、绿色的缓蚀剂分子;

设计符合战略的缓蚀剂生产条件、路径,已经越来越成为我们自然科学工作者研究的重点方向,绿色化学的目标就是要实现产品和工艺的低毒、高效和无污染,创造一个优良的循环经济型社会。

作为环境友好缓蚀剂,它应有以下特点:

不仅要求其最终的产品对环境无毒、无害,而且在缓蚀剂的合成制备及使用过程中也应该尽量减少对环境的影响并降低生产成本,这里面包括合成原料的选择、工艺条件的优化以及使用过程中采用复配增效技术。

从可持续发展战略出发,根据绿色化学的概念,绿色化无疑是2l世纪缓蚀剂发展的中心战略。

缓蚀剂产品的绿色化,缓蚀剂生产用原材料和转化试剂的绿色化,缓蚀剂生产反应方式的绿色化,缓蚀剂生产反应条件的绿色化已经成为自然科学的学科前沿和

重点研究开发方向。

4.2复配协同效应

缓蚀协同效应就是两种或多种缓蚀剂混合使用后所表现出的缓蚀率远远大于各种缓蚀剂单独使用时所表现的缓蚀率的简单加和,缓蚀剂技术的发展与缓蚀剂之间存在协同作用有密切的关系,许多工业应用的商品缓蚀剂都是利用协同作用研制成的多组分配方。

利用缓蚀协同作用,可以用少量的缓蚀物质获得较好的效果,可以扩大缓蚀剂的寻求范围并解决单组分难以克服的困难。

当前乃至将来在工业过程中使用成功的缓蚀剂均由多种缓蚀剂复配而成,故缓蚀协同效应已成为各国研究的热点、重点和难点。

缓蚀协同作用体系的实例很多,至今人们通过大量的研究,发现许多缓蚀物质之间在特定的条件下都会产生缓蚀协同效应。

主要有以下几个方面:

有机物与卤素离子之间,有机物间,金属离子和有机物间,钼酸盐与其它缓蚀剂,钨酸盐与其它缓蚀剂间,稀土离子和配体间。

然而,对于许多缓蚀协同体系往往只知其然而不知其所以然,即对于缓蚀协同机理还没完全弄清楚,给实际高效复配缓蚀剂的研制带来了巨大的障碍。

在今后的缓蚀协同效应体系研究中,应重点加强以下的研究工作:

在缓蚀协同效应体系的筛选中,应以原料易得、价格低廉、对环境友好的缓蚀剂之间进行复配筛选;

借助现代大型分析仪器和科学理论研究获得协同体系中各组分间以及与金属表面间的作用机理;

更好的指导缓蚀剂之间的复配协同工作;

对每类缓蚀协同效应体系应加强扩展性和系统性研究。

这些将是当今乃至将来的一个重要研究方向和发展趋势[10]。

4.3从天然物质中提取

人类进入21世纪,可持续发展战略已成为世界各国的共识,当今社会可持续发展面临三大问题:

人口膨胀、资源短缺、环境恶化。

保护有限的不可再生的资源是实施可持续发展战略的要求。

今后以天然物质作为缓蚀剂的原料或产品具有一定的优势。

世界上第一个缓蚀剂专利,即是天然物质型的缓蚀剂,公认的是英国1860年Baldwin的专利(B.P-23701860),这份专利提供的缓蚀剂组成是糖浆与植物油的混合物。

国外最早研究天然缓蚀剂的是1981年Srivastava等研究了罂粟、大蒜、山茶等植物萃取液对软钢和铝在NaC1、H2SO4溶液中腐蚀的抑制作用。

我国也非常重视缓蚀剂方面的研究,1953年在天津试制了最早的国产缓蚀剂若丁是从化工、医药副产物下角料和植物、水生植物中提取缓蚀剂,这是我国酸洗缓蚀剂研究的一个特点。

国内最早使用生物做为缓蚀剂的是在1986年,陶映初等将花椒、茶叶、果皮等的萃取物胡椒碱、咖啡因和氨基酸,与一种水溶性咪唑啉衍生物复配,对5%~10%盐酸中的碳钢的缓蚀率在40℃下高达95.0%。

随后经研究发现多种天然物质都具有缓蚀作用,例如:

黄柏、橘皮、黄苓鸡蛋水解产物油菜饼粕鱼内脏水解液FVH和竹叶提取液BLE两种酸洗缓蚀剂,分别对碳钢在HC1介质中的缓蚀作用。

精制菲汀生产过程中的废液、渣所得植物型缓蚀剂。

甘薯、白玉兰和扶桑等植物茎和叶等等。

可见,随着工业和科学技术的进步和发展,缓蚀剂科学技术也得到了发展和进步,国内外的腐蚀和防腐工作者在缓蚀剂的研究方向上做了大量的工作,在今后天然环保型缓蚀剂的研究中,应探索从天然植物、海产动植物中,提取、分离、加工新型缓蚀剂的有效成分,同时加强人工合成多功能基的低毒或无毒的有机高分子型缓蚀剂的研究工作[11]。

从天然物质中提取缓蚀剂不仅节约社会能源,是建设节约社会的要求,是可持续发展的迫切要求,是进行废物回收综合利用的有效手段,同时增加了社会、经济和环境效益。

4.4高科技应用[12]

伴随着科学技术的极大进步,绿色缓蚀剂的研究同样可以借助于高新科学技术,新颖科学理论以及各种尖端科学研究仪器(如运用量子化学理论和分子设计,合成高效多功能环境友好的高分子型有机缓蚀剂;

利用现代先进的分析测量仪器和计算机,从分子和原子水平上研究缓蚀剂分子在金属表面上的行为及作用机理以及缓蚀剂之间的协同作用机理,可以更好的指导缓蚀剂的研究与开发)。

参考文献

[1]张天胜,张浩,高红等编.缓蚀剂[M].北京:

化学工业出版社,2002.

[2]何新快,陈白珍,张钦发.缓蚀剂的研究现状与展望[J].材料保护,2003,36(8):

1-3.

[3]间宫富士雄.缓蚀剂及其应用技术[M].北京:

国防工业出版社,1984.

[4]曹楚南.

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