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第十三届全国缓蚀剂学术讨论会论文集
气相缓蚀剂硏究进展
严建国罗晓刚刘东2
(1.武汉径河化工有限公司技术部,武汉,430047:2.华中科技大学化学系,武汉,430074
摘要:阐述了气相缓蚀剂的作用原理,简要介绍了常用气相缓蚀剂的类型、特点、缓蚀性
能、应用领域和使用前景,并对这些缓做剂的使用形式及评价方法进行了归纳总结,对气相
缓蚀剂今后的发展趋势进行了综述。
关键词:气相缓蚀剂,吸附,进展
气相缓蚀剂作为一种挥发性缓蚀剂,在常温下白动挥发出的气体能起到抑制金属大气腐
蚀的作用。因此,在使用气相缓蚀剂时,可在不必直接接触金属表面的情况下使金属制品的
表面、内腔、管道、沟槽祺至缝隙部位都能得到保扩。由于其防锈期长、操作简便、成本较
低等特点,近年来气相缓蚀剂和气相缓蚀技术的研究和应用都有较快的发展。
1气相缓蚀剂的历史6
气相缓蚀剂的应用开始于20世纪30年代。1933年,考克斯应用了最早的气相缓蚀剂
乙二胺和吗啉,将它们用作锅炉腐蚀抑制剂
第二次世界大战期间,由于气相缓蚀剂成功地解决了武器军械的锈蚀问题,引起科技界
广泛重视,气相緩蚀剂的研究和应用得到了迅猛发展。武器保护应用较早的气相缓蚀剂是买
国的威而诺( Vemon)提出的亚硝酸一甲基硫之后,亚硝酸二环己胺、亚硝酸二异丙胺、碳酸
环己胺先后被川作气相缓似剂
50年代术苯并三氮唑对黄铜的防变色作用得到证实,从而打开了气相缓蚀剂保扩铜棊
材料的大『」。苯并三.氮唑主要用于铜及其合金,也可用于银抗硫腐蚀
60年代是腐蚀科学技术发展最活跃的时期,重要的腐蚀与防扩方面的国跡学术会议均
在60年代初举行首届会议,一批腐独专业刊物亦均在60年代创刊发行。这些学术活动及专
业刊物的出版发行,对气相缓蚀剂的学术交流和发展起省重要的推动作用。
我国气相缓蚀剂的研究开始于20世纪50年代.1956年,上海造漆浈料中心实验室、上海
第二印刷厂首先合成亚硝酸二环己胺。1957年一机部机械研究院材料研究所制成碳酸环已
胺。1958年沈阻化工研究院合成了亚硝酸二环已胺,为寻求有色金属气相缓蚀剂,还试制了
铬酸二环己胺、磷酸二环己胶及磷酸环己胺等。原武汉径河化工.厂、哈尔滨市化工四厂和大
连民兴化工厂,在1964年前后分別将亚硝酸二环己和碳酸环己胺投入生产。
7080年代,气相緩蚀剂的开发仍然停留在试验阶段,其品种虽有增加,但基本组分变
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化不大。较多学者探讨了气相缓蚀剂的新应用方法。
进入90年代,借助计算机和电子技术,人们对缓蚀剂作用机理的认识进一步深入,气相
缓蚀剂的开发进行了分子设计阶段。而且随省人们対环境保护的日益重视,气相蚀剂的发
展和研究出现了新的方向和热点。
气相缓蚀剂的理论基础?L3LL1?
目前常用的气相缓蚀剂的缓蚀机理是:缓蚀剂在金属表面以物理吸附或化学吸附作用形
成一层致密的吸附膜,这层膜会明显減少腐铷介质和钢铁的接触机会,并以某种方式提高腐
蚀介质中阳极反应或阴极反应的活化能,形成腐蚀反应的能量阻碍,抑制阳籹腐蚀或阴腐
气相缓蚀剂要具有良好的缓蚀作用也必须在金属表面以物理吸附或化学吸附作用形成
保护膜层。由于其使用环境的特姝性,比液相缓蚀剂更为复杂。一般认为具有较佳缓蚀效果
的气相缓蚀剂应有合适的饱和蒸气压、水膜的相容性、金属表面的亲和力及适宣的酸碱性等。
目前有关这方面的研究报到较少。各种气相缓蚀剂的作用效果主要由以下儿个因素决定。
(1)挥发性.挥发性可以用其饱和蒸气压(P)米衡量,由于可气化缓蚀剂(VCD的吸收过程
同水汽和腐蚀性气体的吸收是相互竞争的,因此VCI应具有较高的挥发性。但挥发性并非越
高越好,太高的拆发性意味着缓蚀剂的耗量大。例如高拆发性的胺或醛就不是好的气相缓蚀
剂。一般来讲,VCT的户应在(10~1)×13332Pa。
(2)浴解性。VCT应在水中有一定的浴解性,这样才能快速饱和已经吸湿的金属表面。但
是这个性质也需要优化,因为如果水溶性过好,在金属表面形成的保护膜容易被水破坏
(3)VCI的碱性胺类可以作为pH值调节剂,但并非说到适当的pH值就可以提高缓
蚀效率。例如单乙醇胺在pH值为7.1时可以有很好的缓蚀效果,但用NaOH调全pH值为
7.1时并没有这种作用。因此他们认为pH值对气相的缓蚀作用不足一个非常重要的指标
当然使用环境不同,对缓蚀剂的要求也不同。日前开发的气相缓蚀剂多应用于常温的大
气环境中,对丁一些特殊环境的气相缓蚀剂研究较少,还需要做大量的工作。
3气相缓蚀剂的分类??
作为气相缓蚀剂化合物种类很多,被认为对不同金属有缓蚀作用的有数百种。其中较常
用的有儿十种之多,大致分为以下儿类:
3.11低分子量胺类
这类化合物非常多,如昇丙胺、二乙胺、环己胺、卒胶、乙二胺、二乙烯基三胺、三乙
烯基四胺等。这些物质或多或少都有一些气相缓蚀效某。如 R L Martin等用咪唑啉同低分了
胺按一定比例复配,用于输气管线,有一定的缓蚀效果。这类产品的缺点是挥发度太大,气