浅谈缓蚀剂

鲁爱萍

【摘要】金属腐蚀在工业生产中是一种比较常见的现象。每年由于金属腐蚀所造成的损失数目惊人。加入缓蚀剂进行防腐蚀是一种比较简单实用的方法。因此，缓蚀剂的研究具有重要的现实意义。

【关键词】腐蚀；缓蚀剂；缓蚀

1缓蚀剂的意义及特点

腐蚀是材料在各种环境作用下发生的破坏和变质。遍及国民经济的各个部门，给国民经济带来巨大的损失，尤其是金属制品在加工、贮存、运输和使用过程中，由于各种不同因素影响，造成的损失大大超过了自然灾害的总和，约占国民经济的2－4％。而且由于腐蚀引发的生产安全问题，造成的生产事故和人身伤亡也是数不胜数。因此，搞好腐蚀的防护工作，已不是单纯的技术问题，而是关系到保护资源、节约能源、节省材料、保护环境、保证正常的生产和人身安全，发展新技术等一系列重大的社会和经济问题。所以，缓蚀剂的研究具有重要的现实意义。

到目前，人类已经找到了许多种防止或减缓金属腐蚀的方法。并在生产中得到了广泛的应用。在诸多金属防护措施中，加入缓蚀剂是一种工艺简便，成本低廉，适用性强的方法。如果选择适当的缓蚀剂，只需要添加少量缓蚀剂就能大大抑制金属的腐蚀速率，减缓金属的腐蚀。这种方法应用面很广，与其它金属防护方法比较有如下特点：可以不改变金属构件或制品的本性；由于用量少，添加缓蚀剂后的介质的性质基本不变；使用缓蚀剂一般不需要特殊的设施。

2缓蚀剂的作用机理

关于缓蚀剂的作用机理，至今还没有一个公认的一致见解。不同的人从不同的方面分别作出了三种解释：电化学理论、吸附理论、成膜理论。实际上这三种理论相互间均有着内在的联系。由于缓蚀剂的种类繁多，作用机理也各有不同，因此，要正确了解缓蚀机理，必须根据缓蚀剂的种类和介质的性能，全面加以考虑。下面主要按保护膜的类型并结合有关的缓蚀理论进行说明。

2.1氧化膜型缓蚀剂的作用机理。氧化膜型缓蚀剂是以缓蚀剂本身作氧化剂或以介质中的溶解氧作氧化剂，使金属表面形成钝态的氧化膜，从而减缓金属的腐蚀，故氧化膜型缓蚀剂又叫钝化剂，它们大多数为无机物，也有少量的有机物，在氧化膜型缓蚀剂中有的缓蚀剂本身具有氧化性，可使铁氧化成氧化铁，并与自身的还原产物一起形成氧化物保护膜，对于本身不具有氧化性的氧化膜缓蚀剂，则必须有溶解氧的存在才有缓蚀效果。

2.2沉淀膜型缓蚀剂的作用机理。沉淀膜型缓蚀剂在金属的表面形成沉淀膜。沉淀膜可以由缓蚀剂相互作用形成，也可以由缓蚀剂与腐蚀介质中存在的金属离子反应形成。沉淀膜的厚度比氧化膜的厚度要厚。一般有几百到一千埃。由于沉淀膜电阻大，并能使金属与腐蚀介质相互隔开，因此，可以抑制金属的腐蚀。

2.3吸附膜型缓蚀剂的作用机理。吸附膜型缓蚀剂是通过缓蚀剂分子极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用，使缓蚀剂附在金属的表面。这样，一方面改变金属表面的电荷状态和界面性质，使金属表面的能量状态趋向于稳定化，从而增加腐蚀反应的活化能，使腐蚀速度减缓；另一方面，被吸附的缓蚀剂上的非极性基团，尚能在金属的表面形成一层疏水性的保护膜，阻碍着与金属反应的有关的电荷或物质的转移，因而也使腐蚀速度减小。

因此，吸附型缓蚀剂实际上常是一种表面活性剂，其中极性基团是亲水性的，非极性基团是疏水性的或亲油性的。在吸附时，极性基团定位向着金属，而非极性部分则定位离开金属。当分子的亲水性较强时，则分散性较好，但吸附性较差。故对于不同的使用条件，要求有不同的亲水和亲油平衡体系。此外，有机缓蚀剂不只是能吸附，而且有时还能与金属离子一起形成难溶而又致密的覆盖层，所以能十分有效的抑制金属的腐蚀。

3简介新型酸洗缓蚀剂

在各种腐蚀环境中，酸溶液是最富有腐蚀性的介质，在酸性介质中金属的破坏速率远比其它介质中为甚。而且在工业生产中酸性介质应用非常广泛，也非常重要。例如：酸洗、酸浸、酸沾、酸化等几种常用的酸处理工艺。在这些酸处理工艺中，均需向酸中添加缓蚀剂，以防止酸洗介质对金属的腐蚀并降低酸的非生产性消耗量。所以对缓蚀剂的需求量大，质量要求高。因此，有人对酸性介质缓蚀剂进行了研究，并研制了一种比较有效的新型酸性介质缓蚀剂。新研制的缓蚀剂是由乌洛托品和苯胺及加入适量的水和冰醋酸在1200C的条件下加热沸腾60min，得到黄色的粘稠状液体缩聚物。由于不溶于水，需要加入乳化剂Tx-10乳化，配比为Tx－10：缩聚物：水=1：1：4。加入量为4％-6％，在加入量为5％时，对碳钢在7％盐酸中的缓蚀率达到95.67％。新研制的缓蚀剂是阴极型缓蚀剂，对金属腐蚀的阴极过程起抑制作用，而对阳极过程没有作用。

酸性介质缓蚀剂主要是吸附型的缓蚀剂，而且主要是有机类的，有机缓蚀剂分子是由极性基和非极性基组成，它的缓蚀效率取决于在金属表面上吸附的覆盖面积及构成屏蔽腐蚀的介质的保护膜厚度，被膜的致密度，吸附分子与金属间的吸附力以及吸附率等，为使少量的缓蚀剂充分发挥缓蚀作用，缓蚀剂分子的极性基与非极性基之间，应有适当的两相平衡，即极性基能牢固的吸附在金属表面上，非极性基能有效地覆盖全部金属表面，低分子有机化合物分散性好，覆盖率低，高分子有机化合物覆盖好，在水中溶解度低，分散性差，所以要加适当的表面活性剂以提高其分散性能。