葡萄糖酸鈉及其復(fù)配物對黃銅緩蝕作用的研究

孫麗紅 (河南安平安全技術(shù)服務(wù)有限公司，河南 鄭州 450000)

銅合金由于具有極好的熱傳導(dǎo)性、機(jī)械加工性及優(yōu)異的耐腐蝕及其他特性而得到廣泛的應(yīng)用，但黃銅在海水介質(zhì)中長期使用腐蝕也是比較嚴(yán)重的，因此必須對其進(jìn)行保護(hù)[1]。緩蝕劑能有效阻止或減緩海水對金屬的腐蝕速度，且具有良好的效果和較高的經(jīng)濟(jì)效益，已成為防腐技術(shù)中使用最廣泛的方法之一[2]。因此研究開發(fā)高效、環(huán)保的緩蝕劑對于推動(dòng)銅合金應(yīng)用并充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢具有重要意義。本文將利用電化學(xué)法研究葡糖糖酸鈉(SG)與十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)復(fù)配后的緩蝕性能，并提出一個(gè)較好的緩蝕配方。

1 實(shí)驗(yàn)

儀器：極化曲線和交流阻抗的測定儀器為CHI760B型電化學(xué)工作站，測試的頻率為0.05-105Hz，極化曲線的掃描范圍為-400-400 mV，掃描速度為1mV/s。

實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：黃銅電極四周用環(huán)氧樹脂封嵌，工作電極為1cm2，測量前用砂紙逐級打磨至鏡面，然后用丙酮、無水乙醇超聲除油，最后用去離子水沖洗，吹干備用。電化學(xué)測試采用傳統(tǒng)的三電極體系，黃銅為工作電極，鉑電極為輔助電極，參比電極飽和甘汞電極SCE。

試劑：氯化鈉（NaCl），無水乙醇，丙酮等均為分析純，腐蝕介質(zhì)為3.5%NaCl溶液。交流阻抗和極化曲線的測量均是將黃銅電極浸入含不同濃度緩蝕劑的3.5%NaCl溶液中待1h后在開路電位下進(jìn)行的。

2 結(jié)果與討論

2.1 單一緩蝕劑濃度的范圍

30℃時(shí)，在3.5%NaCl溶液中添加不同濃度SG時(shí)的極化曲線，由表中數(shù)據(jù)得出：當(dāng)緩蝕劑濃度為100mg×L-1時(shí)，腐蝕電流密度最小，緩蝕效率最大，再增大緩蝕劑的使用濃度，緩蝕效率有所降低。推測是由于葡萄糖酸根離子與銅離子形成配合物保護(hù)膜沉積于金屬表面，覆蓋金屬表面或活性部位，另外由于其分子中含有-CHO，對緩蝕劑在黃銅表面生成保護(hù)膜有利[3]，當(dāng)緩蝕劑濃度達(dá)到一定值后，對緩蝕效率的影響不大，因有可溶性絡(luò)合物生成，由此選定緩蝕劑濃度為100mg×L-1為最佳濃度。

圖1 銅電極在含不同濃度緩蝕劑溶液中的Tafel極化曲線圖

表1 銅電極在含不同濃度緩蝕劑溶液中的的極化實(shí)驗(yàn)測得的電化學(xué)結(jié)果

2.2 復(fù)配后緩蝕性能的測試

依據(jù)上面的最佳濃度，采用低于最佳濃度進(jìn)行兩者復(fù)配，將表2中各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，加入40mg×L-1SG和30mg×L-1SDBS后，電荷傳遞電阻增大，緩蝕效率增大為81.19%，比空白溶液及添加單一的SG和SDBS的電荷傳遞電阻值都大，說明緩蝕劑成分之間存在較好的協(xié)同效應(yīng)。

從圖3看出：復(fù)配后，腐蝕電流密度明顯降低，緩蝕效率大大增強(qiáng)，原因是葡萄糖酸鈉在黃銅表面生成一層配合物保護(hù)膜，阻止腐蝕介質(zhì)進(jìn)入機(jī)體使基體受到腐蝕，但是這層膜的厚度不均勻，加入SDBS時(shí)，由于他的活性基團(tuán)具有較好的吸附作用，能與Cl-發(fā)生競爭吸附，優(yōu)先吸附吸附在黃銅的表面，彌補(bǔ)了前面緩蝕膜存在的不足，并且能在外層形成一層疏水性保護(hù)膜，使腐蝕介質(zhì)更加難以進(jìn)入[4]，緩蝕效果更好。

圖2 銅電極在含SG和SDBS復(fù)配的3.5%NaCl溶液中的EIS圖

表2 銅電極在添加SG和SDBS復(fù)配的3.5%NaCl溶液中的阻抗譜圖2參數(shù)

圖3 銅電極在含SG和SDBS復(fù)配的溶液中的極化曲線圖

3 結(jié)語

3.1 單一的緩蝕劑對黃銅都有一定的緩蝕作用，SG為100mg×L-1時(shí)緩蝕效果最好。

3.2 40mg×L-1SG和30mg×L-1SDBS組成的復(fù)合緩蝕劑緩蝕效果最好，說明通過緩蝕劑的復(fù)配，能得到更好的緩蝕效果。

[1]李自托,賈豐春,董泉玉等.新型復(fù)合型銅緩蝕劑的實(shí)驗(yàn)研究[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2006,18(1):58-60.

[2]穆振軍，杜敏天然海水中硫酸鋅、葡萄糖酸鈣和APG等復(fù)合碳鋼緩蝕劑的研究[J]；中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）；2004年02期.

[3]付占達(dá)等.含鹽體系中有機(jī)銅緩蝕劑及緩蝕機(jī)理研究進(jìn)展[J].化工生產(chǎn)與技術(shù),2007,14(1):38-42.