海水缓蚀剂的选择part3——碳钢与铝合金缓蚀剂
一、碳钢缓蚀剂
(1) 含磷类
含磷有机缓蚀剂与无机磷酸盐相比，化学稳定性好，不易水解和降解, 使用剂量较低。含磷有机缓蚀剂有有机膦酸酯、有机膦酸及其盐和羟基膦乙酸。有机膦酸酯是一种对铁很有效的缓蚀剂。其合成工艺简单，但缓蚀机理目前尚不十分清楚。有机膦酸是沉淀膜型缓蚀剂。在这类缓蚀剂中，以HEDP和ATMP为代表的第一代有机膦酸在磷系配方中应用了近 20年，20世纪 90年代后，国外又开发了性能更好的膦酰基羧酸（POCA）。有机膦酸是阴极型缓蚀剂，和其他缓蚀剂复合使用时效果更佳。
(2) 含氮类
含氮类缓蚀剂一般含有亲水极性基团胺基和亲油非极性基团烷基，因亲水基团的化学和物理吸附，在金属表面形成保护膜，或和金属离子形成配合物保护膜。这类缓蚀剂有较好的缓蚀效果。有机缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用一般是通过有机化合物分子在金属表面上的吸附来实现的，其缓蚀性能优越，但有时这种表面吸附作用既不牢固也不均匀，容易造成点腐蚀，故应考虑与其他缓蚀剂联合使用。
二、铝合金缓蚀剂
大多数有机物缓蚀剂可以在铝合金表面形成一层难溶盐或者氧化物，从而使金属基体与腐蚀介质隔离开来。到目前为止，已经发现相当多的有机物可以对铝合金在海水中的腐蚀行为起抑制作用。Talati等研究了几种氮杂环化合物对铝铜合金在盐酸溶液中的缓蚀作用，结果表明：在 0.1~1.0 mol/L盐酸中，当缓蚀剂浓度在0.05%~1.0%变化时，缓蚀效率按照4-甲基吡啶<3-甲基吡啶<2-甲基吡啶<吡啶<哌啶<吖啶的顺序增加，极化曲线表明它们主要是阴极型缓蚀剂。Ramakrishnaiah[9] 研究认为甘氨酸、十六烷基三甲基溴化胺、十六烷基氯化吡啶盐等对铝在海水及稀释海水中也都具有良好的缓蚀效果。
Bavarian考察了VCI415 对几种铝合金的缓蚀性能。该物质由胺盐和磺酸芳香族化合物组成，包括含钠的化合物和C-H表面活性剂。缓蚀剂表面活性部分可以吸附到金属表面形成紧凑均匀层，这层阻碍层有三个主要特点： 低的渗透性；和其他单极层末端的亲油端形成兼容层，这层物质可以直接固定在任何地方；良好的可溶性。表面活性剂的单极层通过化学吸附直接与金属表面接触形成了较厚的碳氢障碍层, 缓蚀剂中的磺酸盐部分取代了金属表面的水并被化学吸附到表面。研究表明，VCI 415 提高了Al-7075、Al-6061和Al-2024 铝合金在NaCl溶液中的耐蚀性。缓蚀剂改变了铝合金材料的电化学行为，提高了材料的钝化电位，对点蚀和其他局部腐蚀起到较好的抑制作用。
Sherif等通过动电位极化、循环伏安、电化学阻抗和扫描电镜等方法研究了萘醌对铝合金在0.5mol/LNaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明，当萘醌浓度为1.0×10-3mol/L时，缓蚀效果最好, 明显地减少了点蚀的发生。Lamaka等通过电化学阻抗、电化学极化、扫描电镜、能谱分析、X 射线光电子能谱、原子力显微镜和扫描开尔文探针联用等表征手段，对2024 铝合金在模拟海水中的腐蚀行为进行了系统研究。结果表明，水杨醛肟、8-羟基喹啉和喹纳啶酸等有机物可以长期抑制2024 铝合金在含Cl-溶液中的腐蚀行为，其主要原因是这三类物质在铝合金表面形成了薄而致密且难溶的有机产物膜。Yazdza等研究发现，酒石酸钾钠和炔丙醇都可以成为3003 铝合金在NaCl 溶液中的缓蚀剂，当各自浓度达到10-3 mol/L时，缓蚀率最高，且两者有明显的协同效应，当两者的质量比为5:2时，缓蚀效果最佳。Rosliza等研究指出,安息香酸钠也可以作为6061铝合金在海水介质中的有效缓蚀剂，该物质阻碍着阴极反应的进行。
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2013年7月21日
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