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缓蚀剂

缓蚀剂概述

腐蚀在现代工业和生活中常常是一种极重要的破坏因素,它给人类带来巨大的经济损失和社会危害。

由于突发的腐蚀断裂而引起飞机、火车、轮船失事及化工设备的破损或爆炸,时有报道,不仅严重危及人身安全,而且污染物的泄漏常引起严重的环境污染。

地球的金属资源是有限的,腐蚀既浪费了“金属资源”,也耗费了生产这些金属材料和设备所需要的“能源”及“水源”,因此加快腐蚀与防护的科技进步,对促进国民经济的可持续发展具有重大意义川。

使用缓蚀剂是一种常用的防腐蚀措施,它少量加入腐蚀环境中能够和金属表面发生物理化学作用,从而显著降低金属材料的腐蚀。

缓蚀剂的使用不需要特殊设备,也不需要改变金属构件的性质,具有经济、适应性强的优点,广泛应用于工业各过程中如酸洗、冷却水系统、油气井酸化、油田注水、金属制品的储运等等。

随着社会的进步和人类环保意识的增强,缓蚀剂开发与应用越来越重视环境保护的要求。

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。

　　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。

　　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.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。

（3）聚合物类缓蚀剂

聚合物类缓蚀剂主要包括聚乙烯类,POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。

　　3.按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类

（1）氧化膜型缓蚀剂

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。

由于这些氧化膜型缓蚀剂是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的，这些阳极缓蚀剂能在阳极与金属离子作用形成氧化物或氯氧化物。

沉积覆盖在阳极上形成保护膜，以铬酸盐为例，它在阳极反应形成Cr（OH）3和Fe（OH）3，脱水后成为CrO3和Fe2O3的混合物（主要是γ-Fe2O3）在阳极构成保护膜。

因此有时又被称作阳极型缓蚀剂或危险型缓蚀剂，因为它们一旦剂量不足（单独缓蚀时，处理1L水，所需剂量往往高达几百、甚至过千毫克）就会造成点蚀，使本来不太严重的腐蚀问题，反而变得更加严重。

氯离子、高温及高的水流速都会破坏氧化膜，故在应用时，要根据工艺条件，适当改变缓蚀剂的浓度。

硅酸盐也可粗略地归到这一类里来，因为它主要也是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的。

但是，它不是通过与金属铁本身、而可能是由二氧化硅与铁的腐蚀产物相互作用，以吸附机制来成膜的。

（2）沉淀膜型缓蚀剂

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、于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。

以锌盐为例，它在阴极部位产生Zn（OH）2沉淀，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，在有正磷酸盐存在时，则有Zn3（PO4）2或（Zn,Fe）3（PO4）2沉淀出来并紧紧粘附于金属表面，缓蚀效果更好。

在实际应用中，由于钙离子、碳酸根和氢氧根在水中是天然地存在的，一般只需向水中加入可溶性锌盐（例如：

硝酸锌、硫酸锌或氯化锌，提供锌离子）或可溶性磷酸盐（例如：

正磷酸钠或可水解为正磷酸钠的聚合磷酸钠，提供磷酸根），因此，通常就把这些可溶性锌盐和可溶性磷酸盐叫作沉积膜型缓蚀剂或阴极型缓蚀剂。

这样，可溶性磷酸盐（包括聚合磷酸盐）就既是氧化膜型缓蚀剂，又是沉积膜型缓蚀剂。

另外，一些含磷的有机化合物，如有机磷酸（盐）、有机磷酸酯和有机磷羧酸，也可归到这类缓蚀剂中，大约与其最终能水解为正磷酸盐不无关系。

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）吸附膜型缓蚀剂

吸附膜型缓蚀剂多为有机缓蚀剂，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。

牛脂胺、十六烷胺和十八烷胺等这些被称作“膜胺”的胺类，就是水处理中常见的吸附膜型缓蚀剂。

巯基苯并噻唑、苯并三唑和甲基苯并三唑这些唑类，是有色金属（尤其是铜）的理想缓蚀剂。

它们虽然与铜金属本身作用成膜，但与上述典型的氧化膜型缓蚀剂不同，不是通过氧化，而是通过与金属表面的铜离子形成络合物，以化学吸附成膜的。

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。

由于缓蚀剂的缓蚀机理在于成膜，故迅速在金属表面上形成一层密而实的膜，乃获得缓蚀成功之关键。

上述缓蚀剂所形成的三种保护膜的不同特征比较见表1。

表1　缓蚀性保护膜的比较

缓蚀剂类型

保护膜示意图

膜的保护性能

氧化膜型

薄而致密，与金属的结合力强，防腐蚀效果好

沉淀膜型

厚而多孔，与金属的结合力较差，缓蚀效果较差，可能造成结垢

吸附膜型

与不洁净的金属表面吸附不好，在酸性介质中效果较好

按缓蚀剂的用途分类，可分为冷却水、油气井、酸洗、气相缓蚀剂等。

按缓蚀剂的溶解特性分类可分为水溶性的，如亚硝酸盐、磷酸盐、苯甲酸盐等；油溶性的，如石油磺酸钡、十二烯茎丁二酸等。

按金属材料的品种分类分为黑色金属（如亚硝酸盐、钼酸盐、胺等）、铜（如苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑等）、铝（如硫脲、硅酸盐等）、不锈钢（如CdSO4、CaSO4等）缓蚀剂等。

按介质的酸碱性分类分为酸性介质、中性介质和碱性介质缓蚀剂。

缓蚀剂的性能指标

　　1.缓蚀效率

　　缓蚀剂的保护效率用缓蚀效率（缓蚀率）或叫作抑制效率I来表示。

　　　　I=（υ0-υ）/（υ0）×100%=（1-（υ）/（υ0））×100%

式中　υ0——未加缓蚀剂时金属的腐蚀速度，g/m2*h

υ——添加缓蚀剂后金属的腐蚀速度，g/m2*h

　　此方法只适用于均匀腐蚀的缓蚀效率。

对于孔蚀、应力腐蚀等局部腐蚀要用评价局部腐蚀的方法来表示。

　　2.缓蚀剂的后效性能

　　缓蚀剂的后效性能是指当缓蚀剂的浓度由其正常使用浓度大幅度降低时，缓蚀作用所能维持的时间。

这个时间越长，缓蚀剂的后效性能越好，亦表示由缓蚀剂作用而产生的金属表面保护膜的寿命越长。

　　在判定缓蚀剂的性能好坏时，首先要考察上述两项指标。

此外，它的毒性、成本、发泡性能等也应加以考虑。

几种常用的缓蚀剂

1、钝化剂

钝化剂属于阳极型缓蚀剂，能促使金属表面转变为钝态，生成保护性的氧化物膜，使金属腐蚀速度大大降低。

钝化剂本身就具有氧化性，如铬酸盐、亚硝酸盐,氧也是一种钝化剂。

按电化学理论，钝化剂使金属钝化可通过抑制阳极反应或促进阴极反应两种机理来实现。

抑制阳极氧化反应使金属真实阳极极化曲线上的钝化电流峰值降低，钝化电位负移，从而阴极极化曲线和阳极极化曲线相交在钝化区内。

促进阴极反应使阴极还原反应速度增大，真实阴极极化曲线向右上方移动，从而阴极极化曲线与阳极极化曲线的交点移到钝化区内。

这两种做法都使金属由活性腐蚀状态转变为钝态。

钝化剂的缓蚀率很高，但用量必须足够。

如果加入剂量不足，可能导致腐蚀加速或发生孔蚀，评价钝化剂性能的一个重要指标是“临界致钝浓度”，即在给定体系中使金属钝化所需的钝化剂最低浓度。

临界致钝浓度愈小，钝化剂性能愈好。

抑制阳极反应促进阴极反应

图1钝化剂的作用机理

2、阴极型缓蚀剂

阴极型缓蚀剂的作用在于增大腐蚀电池的阴极极化，使阴极反应速度降低，从而减小金属的腐蚀。

有的阴极型缓蚀剂能减小氢离子还原反应的交换电流密度，使析氢反应变得困难。

如硫化物、砷化物等。

这类化合物可能导致金属的氢损伤（氢鼓泡、氢脆等），而且大都有毒，所以酸溶液中已很少使用。

在水溶液中金属发生吸氧腐蚀，加入除氧剂除去溶解氧可以使吸氧腐蚀速度降低。

这是因为氧浓度减小氧的极限扩散电流密度减小，阴极反应阻力增大，阴极极化增强。

所以，除氧剂也属于阴极型缓蚀剂。

有些阴极型缓蚀剂能够在腐蚀电池的阴极区形成沉淀膜，使阴极区面积减小，阴极极化增强。

如Zn2+（常使用ZnSO4）。

图2钼酸铵对碳钢在碳化液中阳极行为的影响

3、沉淀型缓蚀剂

指通过金属表面形成沉淀膜来发挥作用的一类缓蚀剂。

如在阴极区形成沉淀膜的锌离子、碳酸氢钙、聚磷酸盐等。

在沉淀型缓蚀剂中，聚磷酸盐是重要的一类。

目前应用较多的有三聚磷酸钠（Na5P3O10）、六偏磷酸钠（Na6P6O18）。

聚磷酸盐可以和水中的金属离子螯合，生成带正电荷的络离子。

这些络离子在水中以胶溶状态存在，钢铁腐蚀时，阳极反应生成Fe2+，向阴极移动。

聚磷酸钙络离子与之络合，生成以聚磷酸钙铁为主要成分的络离子，依靠腐蚀电流在阴极区放电形成沉淀膜，阻挡溶解氧扩散到阴极区，从而使腐蚀反应收到抑制。

这种缓蚀作用又称为电沉积机理。

沉淀型缓蚀剂常称为“安全缓蚀剂”，用量不足不会增加金属的腐蚀。

难溶盐沉积膜厚度一般大于氧化物膜，致密性和附着力也也比氧化膜差，故沉淀型缓蚀剂的保护效果一般不如钝化剂。

另外，有可能造成热交换器表面结垢，影响传热。

4、有机缓蚀剂

有机缓蚀剂的缓蚀作用大多是通过在金属表面形成吸附膜来实现。

因此吸附键的强度对缓蚀率是决定因素，只有那些具备吸附竞争力的组分才能发挥有效的缓蚀作用。

有机缓蚀剂大多含氮或硫，或者二者都有如硫醇、硫醚、胺类和有机胺的盐类、硫脲及其衍生物等。

有机缓蚀剂都含有极性基团和非极性基团。

前者是亲水性的，后者是疏水性的（或亲油性的）。

极性基团通过物理吸附或化学吸附作用吸附在金属表面上，改变了金属表面的电荷状态和界面性质，使能量状态稳定化，从而降低了腐蚀反应倾向（能量障碍）。

同时，非极性基团形成一层疏水性的保护膜，阻碍腐蚀性物质向金属表面移动（移动障碍）。

缓蚀机理主要有两种类型：

几何复盖效应：

指吸附膜将金属表面与酸溶液隔离开，在覆盖了缓蚀剂吸附膜的金属表面部分，电极反应不能进行；而未覆盖表面部分电极反应按原来的历程进行。

负催化效应：

指缓蚀剂覆盖了金属表面的活性位置，使电极反应的活化能位垒升高，电极反应速度降低。

5、气象缓蚀剂

主要应用于减轻金属设备和部件的大气腐蚀。

为了使气象缓蚀剂能发挥有效作用，使用空间应当是封闭的，气象缓蚀剂应当有比较大的蒸汽压，容易挥发充满金属设备所在的空间；但蒸汽压不能太大，否则容易流失而很快耗尽。

其作用机理是，缓蚀剂汽化以后，和空气中的湿大气一起凝结在金属表面，形成液膜。

在液膜中的缓蚀作用和在水溶液中是一样的。

缓蚀剂保护的特点

　　1.缓蚀剂保护的优点

（1）保护效果好。

采用合适的缓蚀剂及保护工艺，可以取得良好的保护效果，保护效率可达99%～100%。

不但对金属的均匀腐蚀可采用缓蚀剂保护，对应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀与腐蚀疲劳等也可采用缓蚀剂保护。

多种缓蚀剂的配合使用，还可以同时保护与腐蚀介质接触的多种金属材料。

缓蚀剂不仅可有效地减缓金属的腐蚀，有时在保护金属的机械强度、加工性能以及改善生产环境、降低原料消耗上也有一定的效果。

（2）使用方便，技术比较容易掌握；投资少，成本低，一般的中小企业较适宜使用。

　　（3）用途广。

缓蚀剂已用在各个工业部门。

在工业水、海水、酸、石油、油脂、蒸汽冷凝管线、大气以及钢筋混凝土等环境中都已有应用成功的报道，可以保护各种与介质直接接触的材料、设备、管道、阀门、泵和仪表等。

缓蚀剂还可以和涂料、电化学保护等联合使用。

　　2、缓蚀剂保护的局限性

（1）缓蚀剂对材料—环境体系有极强的针对性，要针对不同的体系通过实验室及现场的试验选择缓蚀剂的配方和有关参数。

（2）缓蚀剂一般只用在封闭和循环的体系中。

　　（3）缓蚀剂一般不适用于高温环境，大多数在150℃以下使用。

　　（4）对于不允许污染的产品及生产介质的场合不宜采用，要考虑缓蚀剂对环境有无污染。

　　（5）在强腐蚀性的介质（如酸）中，不宜用缓蚀剂作长期保护。

　　缓蚀作用理论

　　1.吸附理论

　　缓蚀作用的吸附理论认为缓蚀剂分子与金属表面由于有静电引力和分子间作用力而发生物理吸附。

有的缓蚀剂分子还可以和金属表面形成化学键而发生化学吸附。

缓蚀剂分子吸附在金属表面，形成了连续的吸附层，把腐蚀介质与金属表面隔离开，从而起到抑制腐蚀的作用。

　　2.成膜理论

　　成膜理论认为缓蚀剂所以能起缓蚀作用是由于它能在金属表面生成一层难溶的保护膜。

这种保护膜可以是缓蚀剂氧化金属表面生成的氧化物膜，也可以是缓蚀剂与腐蚀介质中的分子或离子反应生成的沉淀膜。

例如K2CrO4在中性水中可以氧化铁的表面而生成氧化铁钝化膜。

ZnSO4在中性水中可以在铁表面生成Zn（OH）2沉淀膜。

　　3.电化学理论

　　缓蚀剂的加入抑制了金属在腐蚀介质中的电化学过程，减缓了电化学腐蚀速度。

缓蚀剂的存在可能分别增大阴极极化或阳极极化，也可能同时增大阴极极化和阳极极化。

缓蚀剂的协同效应

两种或两种以上缓蚀剂混合使用（或者缓蚀剂与其它物质混合使用）而使缓蚀效果加强的现象,称为缓蚀剂的协同效应。

这种协同效应并不是简单的加合,而是相互促进的结果。

在酸性介质中,吸附膜型的缓蚀剂产生协同效应,是由于在金属表面吸附了某种电荷的离子后,再吸附另外一种离子导致表面覆盖度增大,因而加强了缓蚀效果。

中性介质中的沉淀膜型的缓蚀剂产生协同效应,是因为不同的缓蚀剂分子或离子,产生溶度积更小的新沉淀物,导致阳极区和阴极区被更大面积覆盖,所以具有更好的缓蚀效果。

为了发挥缓蚀剂的协同效应,一般都选用复合型缓蚀剂,选用的原则是阴极型缓蚀剂和阳极型缓蚀剂配合使用。

例如作为阴极型缓蚀剂的锌离子,总是与作为阳极型缓蚀剂的某些含氧酸根离子配合使用。

上述三种理论具有内在联系，即缓蚀剂与金属相互作用使金属表面状态发生变化，阻止或减缓腐蚀过程。

缓蚀作用的影响因素

　　影响缓蚀剂的缓蚀作用因素是复杂的，可以分为材料、环境、缓蚀剂添加浓度以及设备结构与力学因素等方面。

　　1、金属材料的性能与表面状态

　　大多数缓蚀剂对金属的缓蚀作用都有极强的针对性。

在同种腐蚀介质中，同一种添加剂对不同的金属材料有不同的作用。

例如，硫酸盐对于水中的碳钢是有腐蚀性的，而对于在带Cl－水中的不锈钢的孔蚀和应力腐蚀却有缓蚀作用。

金属表面有无润滑油污染及腐蚀产物，粗糙度的大小都会影响缓蚀剂的使用效果。

　　2、环境因素

（1）介质的组成　显然这是极为重要的影响因素。

缓蚀剂要根据材料—环境的组合进行选择。

缓蚀剂的性质必须于介质相容，即不但可以分散于介质中，而且不应与介质发生中和、氧化还原等反应，从而造成缓蚀剂失效。

要注意介质中的杂质离子对缓蚀作用可能产生的影响。

例如，在中性介质中的Cl－、SO42-等离子常常有重大的影响。

（2）介质的pH值　几乎所有的缓蚀剂都有一个有效缓蚀作用的pH范围。

在中性介质中，严格控制其pH值，是保证缓蚀剂持久有效的重要条件。

例如，亚硝酸钠在pH＜5.5～6.0时失效；多磷酸盐在pH为6.5～7.5时使用。

　　（3）温度　在使用缓蚀剂时要十分注意温度的影响。

　　（4）微生物　当微生物存在于腐蚀环境时，由于微生物会从下述三个方面影响腐蚀与缓蚀作用，因此可能导致缓蚀剂失效。

　　①微生物会参加腐蚀过程，造成大量腐蚀产物的生成与孔蚀。

　　②凝絮状真菌的生长与积累会妨碍介质的流动，使缓蚀剂不能均匀分散于金属表面。

　　③细菌会直接破坏缓蚀剂，缓蚀剂可能成为微生物的营养源。

　　3、缓蚀剂浓度

　　所有缓蚀剂都存在一个最低浓度值，只有缓蚀剂浓度大于此最低浓度值才具有一定的缓蚀效率。

　　缓蚀剂浓度对缓蚀效率的影响有三种不同的情况：

（1）缓蚀效率随缓蚀剂浓度增大而增大。

许多缓蚀剂在酸性及浓度不大的中性溶液中都属于这种情况。

例如，在硫酸或盐酸溶液中，若丁对碳钢的缓蚀作用就是这样。

（2）当缓蚀剂浓度达到某一值时，缓蚀效率出现最大值。

例如，当硫化二乙二醇的浓度是2×10-2mol/L时，碳钢在5mol/LHCl中的腐蚀速度降到最低值。

　　（3）当缓蚀剂浓度不足时，会加速均匀腐蚀或孔蚀。

大部分氧化膜型缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐和过氧化氢等缓蚀剂，在用量不足时是危险的。

因此，氧化膜型缓蚀剂又叫危险缓蚀剂。

　缓蚀剂的应用

中性介质缓蚀剂的应用：

采用工业循环冷却水技术,提高运行水的浓缩倍数，可以节约大量的工业用水。

在循环冷却水中,了避免设备的腐蚀和结垢,常需要添加水质稳定剂处理。

铬酸盐如重铬酸钾和重铬酸钠子在人体和动物体内的积蓄作用,对人体产生长远的危害,环境保护对十的排入指是最早用于循环冷却水系统中的钝化膜型缓蚀剂,缓蚀性能优良、成本低。

但是由于离标要求严格不超过，铬酸盐缓蚀剂已迅速减少过去经常在近中性溶液作为缓蚀剂使用的砷酸盐、锡酸盐,由于毒性大,使用也受到越来越多的限制。

在年代早期敞开式循环冷却水系统为替代铬酸盐而采用了钥酸盐,钥酸盐毒性较低,不足之处是其价格较贵,国内华东化工学院根据我国钨矿资源丰富,储藏量、生产量和出口量均占世界首位这一特点,研究开发成功钨酸盐缓蚀剂用于循环冷却水系统,取得了较好的效果川。

目前国内循环冷却水系统大都采用磷系复合配方,其主要的优点是无毒和较低的使用浓度,然而磷系缓蚀阻垢剂可以充当水中细菌和藻。

缓蚀剂在防护工程中的应用:

是腐蚀科学与表面工程学科发展的一项重要成就。

百余年来，缓蚀剂的开发、应用在化工、石油、电力、机械、金属加工、交通运输、核能及航天等领域中，起着极其重要的作用。

近半个世纪以来，缓蚀剂的品种、质量得到了进一步扩大和提高。

30年代以前，缓蚀剂的品种只有百余种。

到80年代中期，仅酸性介质缓蚀剂的品种就已超过5000余种。

这种发展速度是其他化学助剂、添加剂类无以伦比的。

当前，世界各国相关的科技界、企业界对它的开发和应用前景极为关注。

因此，讨论缓蚀剂的发展历程和应用很有必要。

含氨基酸的天然产物作为缓蚀剂的应用:

天然物质来源广、价格低廉,对环境无污染且易于生物降解,因此人们开始研究开发生产工艺简单、成本低、无毒的天然产物衍生的缓蚀剂。

许多天然产物及其提取液缓蚀剂的主要有效成分为氨基酸,如水解油菜籽饼粕制取碳钢酸洗缓蚀剂；植物的茎、叶提取液等也可作为酸洗缓蚀剂。

此外,采用含有氨基酸的工业副产物制作缓蚀剂,可以实现变废为宝。

例如以毛发、羽毛等角蛋白质为原料,采用酸解法生产胱氨酸过程中产生的滤液（废水）,如果直接排放,不但污染环境,而且浪费资源。

利用这部分胱氨酸废水，制备工业酸洗缓蚀剂，对普通碳钢的缓蚀率大于90%。

低聚物缓蚀剂的应用：

有机合成技术的进步使人们有可能合成许多新型结构的有机聚合物，拓宽了聚合物在腐蚀防护中的应用。

近年来低聚物所具有的特殊性质逐渐引起人们的重视。

低聚物是指分子量在1500以下和分子长度不超过500纳米的聚合物，它具有溶解、挥发、能形成晶形等能力。

低聚型的精细化学品如染料、香料的研究开发已成为热点。

从乙烯单体或从聚乙烯高聚物降解或从生产聚乙烯的副产物中得到的乙烯低聚物,可用作溶液中碳钢的缓蚀剂。

丙烯酰胺在异丙醇溶液中以偶氮二异丁氰为引发剂可以得到分子量在1.3×103范围的聚丙烯酰胺，此化合物在酸性溶液中对碳钢有良好的缓蚀作用。

通过控制缓蚀剂的聚合度，研究低聚物缓蚀剂在金属表面的吸附特性，有助于了解低聚物缓蚀剂的分子内不同单元之间的缓蚀协同作用机制，对于开发新型高效低毒缓蚀剂和研究缓蚀机理具有十分重要的作用。

复合缓蚀剂的应用：

目前,由于以上各种系列缓蚀剂自身存在的缺陷,使它的应用受到了限制,为了获得好的缓蚀效果,利用协同效应原理,国内外已泛采用复合水处理缓蚀剂来控制设备的腐蚀。

现在,全有机配方由于无毒无污染,没有聚磷的水解问题,无磷酸钙垢的危险，适用于高PH、高碱度、高硬度和高浓缩倍率的水质,因而得到了广泛的应用。

未来展望

随着工业和科学技术的进步,缓蚀剂科学技术也得到了发展,各种理论模型的建立、评价缓蚀性能公式的推导、阴阳极抑制反应系数fa和fb概念的提出,使人们对缓蚀机理有了较深刻的认识；各种新的研究方法及其检测技术的发展,如光电化学法、电子自旋共振技术、扫描隧道显微镜技术、电化学阻抗（EIS）检测技术、表面化增强激光拉曼光谱（SERS）等，对科学工作者成评价新的缓蚀剂提供了可靠的研究手段。

我国近10年对缓蚀剂的研究和应用发展快，部分产品性能达到国际领先水平，但总体水平与国外还有差距,部分防锈产品仍需进口,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；利用医药、食品、工农业副产品提取缓蚀剂组分,并进行复配或改性处理研制新的缓蚀剂；运用量子化学理论和分子设计等先进科学技术合成高效多功能环境保护型和低聚型缓蚀剂等,仍将是今后缓蚀剂研究方向的重点