海水緩蝕劑的選擇part3——碳鋼與鋁合金緩蝕劑
一、碳鋼緩蝕劑
(1) 含磷類
含磷有機緩蝕劑與無機磷酸鹽相比，化學穩定性好，不易水解和降解, 使用劑量較低。含磷有機緩蝕劑有有機膦酸酯、有機膦酸及其鹽和羥基膦乙酸。有機膦酸酯是一種對鐵很有效的緩蝕劑。其合成工藝簡單，但緩蝕機理目前尚不十分清楚。有機膦酸是沉淀膜型緩蝕劑。在這類緩蝕劑中，以HEDP和ATMP為代表的第一代有機膦酸在磷系配方中應用了近 20年，20世紀 90年代后，國外又開發了性能更好的膦酰基羧酸（POCA）。有機膦酸是陰極型緩蝕劑，和其他緩蝕劑復合使用時效果更佳。
(2) 含氮類
含氮類緩蝕劑一般含有親水極性基團胺基和親油非極性基團烷基，因親水基團的化學和物理吸附，在金屬表面形成保護膜，或和金屬離子形成配合物保護膜。這類緩蝕劑有較好的緩蝕效果。有機緩蝕劑對金屬腐蝕的抑制作用一般是通過有機化合物分子在金屬表面上的吸附來實現的，其緩蝕性能優越，但有時這種表面吸附作用既不牢固也不均勻，容易造成點腐蝕，故應考慮與其他緩蝕劑聯合使用。
二、鋁合金緩蝕劑
大多數有機物緩蝕劑可以在鋁合金表面形成一層難溶鹽或者氧化物，從而使金屬基體與腐蝕介質隔離開來。到目前為止，已經發現相當多的有機物可以對鋁合金在海水中的腐蝕行為起抑制作用。Talati等研究了幾種氮雜環化合物對鋁銅合金在鹽酸溶液中的緩蝕作用，結果表明：在 0.1~1.0 mol/L鹽酸中，當緩蝕劑濃度在0.05%~1.0%變化時，緩蝕效率按照4-甲基吡啶<3-甲基吡啶<2-甲基吡啶<吡啶<哌啶<吖啶的順序增加，極化曲線表明它們主要是陰極型緩蝕劑。Ramakrishnaiah[9] 研究認為甘氨酸、十六烷基三甲基溴化胺、十六烷基氯化吡啶鹽等對鋁在海水及稀釋海水中也都具有良好的緩蝕效果。
Bavarian考察了VCI415 對幾種鋁合金的緩蝕性能。該物質由胺鹽和磺酸芳香族化合物組成，包括含鈉的化合物和C-H表面活性劑。緩蝕劑表面活性部分可以吸附到金屬表面形成緊湊均勻層，這層阻礙層有三個主要特點： 低的滲透性；和其他單極層末端的親油端形成兼容層，這層物質可以直接固定在任何地方；良好的可溶性。表面活性劑的單極層通過化學吸附直接與金屬表面接觸形成了較厚的碳氫障礙層, 緩蝕劑中的磺酸鹽部分取代了金屬表面的水并被化學吸附到表面。研究表明，VCI 415 提高了Al-7075、Al-6061和Al-2024 鋁合金在NaCl溶液中的耐蝕性。緩蝕劑改變了鋁合金材料的電化學行為，提高了材料的鈍化電位，對點蝕和其他局部腐蝕起到較好的抑制作用。
Sherif等通過動電位極化、循環伏安、電化學阻抗和掃描電鏡等方法研究了萘醌對鋁合金在0.5mol/LNaCl溶液中腐蝕行為的影響。結果表明，當萘醌濃度為1.0×10-3mol/L時，緩蝕效果最好, 明顯地減少了點蝕的發生。Lamaka等通過電化學阻抗、電化學極化、掃描電鏡、能譜分析、X 射線光電子能譜、原子力顯微鏡和掃描開爾文探針聯用等表征手段，對2024 鋁合金在模擬海水中的腐蝕行為進行了系統研究。結果表明，水楊醛肟、8-羥基喹啉和喹納啶酸等有機物可以長期抑制2024 鋁合金在含Cl-溶液中的腐蝕行為，其主要原因是這三類物質在鋁合金表面形成了薄而致密且難溶的有機產物膜。Yazdza等研究發現，酒石酸鉀鈉和炔丙醇都可以成為3003 鋁合金在NaCl 溶液中的緩蝕劑，當各自濃度達到10-3 mol/L時，緩蝕率最高，且兩者有明顯的協同效應，當兩者的質量比為5:2時，緩蝕效果最佳。Rosliza等研究指出,安息香酸鈉也可以作為6061鋁合金在海水介質中的有效緩蝕劑，該物質阻礙著陰極反應的進行。
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2013年7月21日
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