淺談緩蝕劑

魯愛萍

【摘要】金屬腐蝕在工業生產中是一種比較常見的現象。每年由于金屬腐蝕所造成的損失數目驚人。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實意義。

【關鍵詞】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境作用下發生的破壞和變質。遍及國民經濟的各個部門，給國民經濟帶來巨大的損失，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害的總和，約占國民經濟的2－4％。而且由于腐蝕引發的生產安全問題，造成的生產事故和人身傷亡也是數不勝數。因此，搞好腐蝕的防護工作，已不是單純的技術問題，而是關系到保護資源、節約能源、節省材料、保護環境、保證正常的生產和人身安全，發展新技術等一系列重大的社會和經濟問題。所以，緩蝕劑的研究具有重要的現實意義。

到目前，人類已經找到了許多種防止或減緩金屬腐蝕的方法。并在生產中得到了廣泛的應用。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。如果選擇適當的緩蝕劑，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：可以不改變金屬構件或制品的本性；由于用量少，添加緩蝕劑后的介質的性質基本不變；使用緩蝕劑一般不需要特殊的設施。

2緩蝕劑的作用機理

關于緩蝕劑的作用機理，至今還沒有一個公認的一致見解。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在的聯系。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，必須根據緩蝕劑的種類和介質的性能，全面加以考慮。下面主要按保護膜的類型并結合有關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中的溶解氧作氧化劑，使金屬表面形成鈍態的氧化膜，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中存在的金屬離子反應形成。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和界面性質，使金屬表面的能量狀態趨向于穩定化，從而增加腐蝕反應的活化能，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，阻礙著與金屬反應的有關的電荷或物質的轉移，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

在各種腐蝕環境中，酸溶液是最富有腐蝕性的介質，在酸性介質中金屬的破壞速率遠比其它介質中為甚。而且在工業生產中酸性介質應用非常廣泛，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，以防止酸洗介質對金屬的腐蝕并降低酸的非生產性消耗量。所以對緩蝕劑的需求量大，質量要求高。因此，有人對酸性介質緩蝕劑進行了研究，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成屏蔽腐蝕的介質的保護膜厚度，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揮緩蝕作用，緩蝕劑分子的極性基與非極性基之間，應有適當的兩相平衡，即極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，所以要加適當的表面活性劑以提高其分散性能。