有机高分子缓蚀剂的性能研究及发展趋势

有机高分子缓蚀剂一般含有活性基团羟基、羧基等,经过接枝引进对金属有更强的亲合能力的基团(如O、N、S、P极性基团)使缓蚀剂分子有一定的溶解度,能牢固的吸附在金属表面,形成薄膜,在金属表面产生吸附和沉积作用,从而起到缓蚀的作用.高分子本身结构中的碳链在金属表面形成一层疏水膜,阻止腐蚀离子接近金属表面,起到保护作用.相对于...     

抗环烷酸腐蚀缓蚀剂缓蚀机理及缓蚀性能影响因素

抗环烷酸腐蚀缓蚀剂属于吸附型缓蚀剂,是通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用,使缓蚀剂吸附在金属表面。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于稳定化,从而增加腐蚀反应的活化能(能力障碍),使腐蚀速率减慢;另一方面被吸附的缓蚀剂上的非极性基团,尚能在金属表面形成一层疏水性保护膜,阻碍与腐蚀有关的电荷或物质的转移(移动障碍),使腐蚀速度减小,最后达到较好的缓蚀效果。对抗环烷酸腐蚀缓蚀剂的腐蚀机理、缓蚀机理以及缓蚀性能进行介绍。     

螯合型缓蚀剂—N-酰代肌氨酸型化合物

N—酰代肌氨酸型化合物是一类具有螯合性能的表面活性剂,同时也是一类新型的缓蚀剂。在这类化合物中,螯合基团和表面活性基团统一于同一个分子上,其与金属离子的螯合能力增强了它在金属表面的化学吸附;它的长链疏水基团复盖了金属表面,形成疏水屏障,起到保护金属的作用;它在金属表面形成致密的单分子层保护膜,可提供良好的缓蚀性能。此外,这类化合物能与多种缓蚀剂起协同效应,因此具有缓蚀率高、投加量低之优点。其无毒、无公害的优点更为可取。因此,它是一类很有发展前途的水处理药剂。     

月桂酸咪唑啉硫酸酯盐缓蚀剂在A3钢表面吸附成膜行为

采用失重法、接触角测试、原子力显微镜和X射线光电子能谱等分析方法研究了实验室自制月桂酸咪唑啉硫酸酯盐缓蚀剂(LIMS)在盐酸溶液中对A3钢的缓蚀吸附行为,同时探讨了LIMS在A3钢表面的成膜行为和作用机理。结果表明,月桂酸咪唑啉硫酸酯盐缓蚀剂LIMS分子可以明显抑制A3钢在盐酸溶液中的腐蚀,随着盐酸溶液中LIMS质量浓度的增加,缓蚀率增加。当LIMS质量浓度为800mg/L时,在298~318K温度范围内缓蚀效果良好,缓蚀率可达90%以上。LIMS可在金属表面形成一层吸附膜,这种吸附膜来源于长链烷基在金属表面形成的疏水薄膜和N、S、O与金属表面的强烈作用,成膜试片表面的接触角随着缓蚀剂质量浓度的增加而增大,接触角可达103.51°,接触角增大,吸附膜作用增强,致密性越好。     

双季铵盐类缓蚀剂缓蚀机理及缓蚀性能

双季铵盐类缓蚀剂中含有两个氮原子,可在金属材料表面吸附形成膜,改变金属表面状态和双电层结构,提高了腐蚀反应的活化能,产生负催化效应。同时,非极性基团在金属表面形成疏水保护膜,阻碍腐蚀反应的物质交换,从而降低金属的腐蚀速度。另外,双季铵盐是一种新型的阳离子Gemini表面活性剂,比一般的季铵盐具有低毒、广泛的生物活性和良好的水溶性等特点。根据分子结构的不同,双季铵盐分为对称型烷基双季铵盐、对称型杂环双季铵盐和不对称型双季铵盐。本文对双季铵盐类缓蚀剂的缓蚀机理以及缓蚀性能进行了分析。     

量子化学参数法分析咪唑啉及其衍生物缓蚀机理

咪唑啉缓蚀剂是由以负电性O,S,N等原子为中心的极性基和以C,H为中心的非极性基组成。前者吸附于金属表面,后者位于离开金属的方向。当金属吸附了这类化合物时,可使表面能量状态稳定,又由于非极性基排列在金属表面形成疏水薄膜,可以抵抗电荷的移动,从而使腐蚀反应受到抑制。通过量子化学法计算缓蚀剂的缓蚀性能与EHOMO﹑ELUMO及ELUMO与EHOMO的差值ΔE关系来研究咪唑啉型缓蚀剂的亲水基团与其缓蚀性能的关系,以期为缓蚀剂的筛选、开发提供准确借鉴。     

噻二唑衍生物分子结构与其缓蚀性能的关系

利用交流阻、Tafel极化曲线和原子力显微镜（AFM）,研究2-氨基-1,3,4-噻二唑（ATD）、5-甲基-2-氨基-1,3,4-噻二唑（MATD）、5-苯基-2-氨基-1,3,4-噻二唑（PATD）和2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑（DPTD）4种具有不同取代基的噻二唑衍生物在50 mg·L^-1硫溶液中对金属银的缓蚀性能。实验结果表明：缓蚀剂成功地吸附到了金属表面,金属腐蚀受到明显的抑制,且4种缓蚀剂的缓蚀效率的大小顺序是：MATD>PATD>ATD>DPTD。位于噻二唑环2,5位置上非极性和极性基团结构的变化,极性基团均对缓蚀剂的缓蚀性能有较大影响。因极性基团更容易吸附到金属表面,所以当噻二唑环上存在极性基团时,其抗腐蚀性能明显增强;当环上存在非极性基团时,与芳基相比,非极性基团为烷基时,其缓蚀性能更好,原因可能是由于芳基的体积较大,在吸附过程中受到的阻力较大。通过动力学分析可知：4种缓蚀剂在金属表面的吸附遵循Langmuir吸附等温方程,吸附类型属于化学吸附为主的混合吸附。通过分子动力学模拟,进一步研究了4种缓蚀剂的抗腐蚀机理,结果表明缓蚀剂与金属界面发生吸附时,4种缓蚀剂的噻二唑环和环上亲水支链中的极性基团优先吸附到金属银表面,理论计算和实验结果一致。     

咪唑啉类缓蚀剂性能的评价及其机理研究

针对陕北某天然气气井腐蚀现象日益严重以及天然气中H2S,CO2等酸性组分质量浓度不断增大等一系列亟待解决的生产实际问题,首先利用质量损失法对4种常用的咪唑啉类缓蚀剂进行了缓蚀效果评价,然后通过量子化学计算和分子动力学模拟的方法对其缓蚀行为和作用机理进行了初步研究。结果表明:咪唑啉类缓蚀剂对金属的缓蚀作用,主要由于其分子中的咪唑环及极性基团的作用;发生吸附时,咪唑环优先吸附于金属表面,有利于咪唑啉分子在金属表面形成稳定的保护膜。同时憎水支链的自由移动与伸展,能够在远离金属表面的地方形成一层致密的疏水层,阻碍了腐蚀介质与金属基体的接触,有效地增强了咪唑啉分子的缓蚀效果。缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果相吻合。     

一种曼尼希碱和钨酸钠复配缓蚀剂的新机理

应用分子动力学研究了曼尼希碱与钨酸钠在Fe(001)表面上的缓蚀机理。研究表明:相比Cl~-、H_3O~+、H_2O、OH~-等腐蚀性粒子,曼尼希碱和钨酸根可优先吸附在Fe(001)表面,吸附能分别为-7.31、-1.59e V。当两种缓蚀剂复配时,曼尼希碱的吸附能比单独吸附时增强0.45e V,两者会形成共吸附态。此时复配缓蚀剂与单种缓蚀剂相比,金属表面膜的表面覆盖度增高,阻碍了腐蚀性粒子接触金属表面。除此之外,还发现当系统平衡时水合氢离子的氧原子主要分布在钨原子的3.43附近,两者会发生共运动,钨酸根与氢离子形成的氢键基团限制了氢离子的移动使它难以通过保护膜,以此达到更好的缓蚀效果。     

咪唑啉及其衍生物的缓蚀作用

概述了咪唑啉型缓蚀剂研究的发展和缓蚀剂缓蚀机理研究方法的发展,重点讨论了咪唑啉及其衍生物的结构特点、缓蚀作用的电化学特征、在金属表面的吸附特征、咪唑啉及其衍生物的分子结构与其缓蚀作用的关系,探讨了查明咪唑啉及其衍生物的缓蚀机理对设计新型的缓蚀剂分子,进一步开发高效低毒的缓蚀剂品种的意义.     

高环烷酸原油缓蚀剂的性能评价研究

本文介绍了自行开发的缓蚀剂A与国外缓蚀剂B对环烷酸的缓蚀评价,利用扫描电镜对缓蚀剂吸附膜进行了分析。实验结果表明：在270℃左右,酸值4.0 mgKOH/g的腐蚀介质油中,高温缓蚀剂A、B在金属表面成膜较好,能有效地抑制环烷酸腐蚀。     

DY-1酸洗缓蚀剂的研制与机理研究

通过正交试验设计方法研制了DY - 1新型酸洗缓蚀剂。该缓蚀剂缓蚀率高达 98.4%,加入量少 ,在 5 0℃以下的HCl溶液中对A3钢具有良好的缓蚀作用。通过化学失重法、电化学法及物理测试对DY - 1的缓蚀率、极化电阻和交流阻抗等电化学性能及缓蚀机理进行了研究 ,结果表明DY- 1是以物理吸附的方式吸附于金属表面而起作用。     

曼尼希碱类缓蚀剂缓蚀性能及其影响因素

酸性介质中曼尼希碱缓蚀剂能够较好地抑制碳钢腐蚀,是典型的吸附型缓蚀剂。曼尼希碱型缓蚀剂与金属发生作用生成钝化膜,或者与介质中的离子发生反应生成沉淀膜,从而使金属的腐蚀速率减小。曼尼希碱型缓蚀剂对金属电极发生了阻滞作用,减小阴、阳极腐蚀反应速率。本文分析了曼尼希碱对碳钢的缓蚀作用行为,及与其他缓蚀剂的协同作用机制,初步探讨了缓蚀作用机理和缓蚀影响因素,为进一步探索和研发新型曼尼希碱海水缓蚀剂提供理论参考。     

钛合金(TC4)在HF溶液中的缓蚀剂的探讨

本文用失重法研究了钛合金(TC4)在HF溶液中的缓蚀剂,初步得出了钝化膜型(如强氧化剂)类缓蚀剂缓蚀效果好,而吸附膜类的缓蚀剂(如有机物)缓蚀效果差的结论.     

缓蚀剂对钢筋在模拟混凝土孔溶液及砂浆中的作用机理——交流阻抗法

采用交流阻抗法研究了复合缓蚀剂中各组分的缓蚀机理,结果表明亚硝酸盐是阳极型钝化膜型缓蚀剂;硅酸盐是混合型沉淀膜型缓蚀剂;有机铵盐则是吸附膜型缓蚀剂,三组分复合后有增效作用。钢筋／砂浆的交流阻抗结果还表明,三元复合缓蚀剂的加入能改善水泥砂浆的微观结构,降低其孔隙率。     

某些含氮化合物缓蚀作用的量子化学研究

<正> 近年来,用量子化学方法研究缓蚀剂缓蚀机理取得了一些有意义的结果。本文以苯胺和N-苯基十二烷基胺及其衍生物为例,探讨化学吸附类型缓蚀剂的电子结构与缓蚀率的关系,从而进一步揭示了苯胺和N-苯基十二烷基胺及其衍生物的缓蚀机理。一、含氮化合物的缓蚀机理化学吸附类型的缓蚀剂在金属表面成膜的过程中,往往伴随着电子转移或共     

自生膜型镀锌设备盐酸清洗缓蚀剂JSS的研制与评价

利用失重法研究了盐酸溶液中各类单组分缓蚀剂对锌的缓蚀作用和多组分缓蚀剂的协同效应,研制出一种自生膜型镀锌设备盐酸清洗缓蚀剂JSS,并对其缓蚀性能进行了评价。腐蚀速率-缓蚀剂浓度曲线、腐蚀速率-盐酸浓度曲线、腐蚀速率-时间曲线和腐蚀速率-温度曲线等研究结果表明,JSS缓蚀剂缓蚀性能优良,抗干扰性好。电化学研究结果表明,JSS缓蚀剂是一种阴极型缓蚀剂。JSS缓蚀剂在锌表面可自动产生完整的金黄色吸附膜,不仅保证镀锌设备盐酸清洗过程中镀锌层的完整性,而且清洗后能防止镀锌层的大气腐蚀和循环水中的电偶腐蚀。     

2,5-二芳基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及缓蚀性能

合成4种2,5-二芳基-1,3,4-噻二唑化合物,即2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑(DPTD),2,5-二(2-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(2-DHPTD),2,5-二(3-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(3-DHPTD)和2,5-二(4-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(4-DHPTD)。通过Tafel极化曲线和电化学阻抗研究4种油溶型噻二唑衍生物在50 mg·L^-1硫-乙醇体系中的缓蚀性能,电化学测试表明:腐蚀液中添加噻二唑衍生物后,银片腐蚀得到抑制;随着缓蚀剂浓度增大,腐蚀电流密度减小,缓蚀效率增大;当缓蚀剂浓度为90 mg·L^-1时,4种缓蚀剂DPTD、2-DHPTD、3-DHPTD和4-DHPTD的缓蚀效率分别为85.8%、94.6%、96.4%和97.1%。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察其表面形貌,可知缓蚀剂在金属表面形成一层保护膜,阻止腐蚀物质与金属表面的接触,从而抑制银片腐蚀。经分子动力学分析可知,4种噻二唑衍生物吸附于金属表面遵循Langmuir等温方程,且吸附属于以化学吸附为主的混合型吸附。量子化学计算和分子动力学模拟研究表明,4种缓蚀剂均具有很好的缓蚀作用,且4种缓蚀剂的缓蚀效率大小顺序是[4-DHPDT]> [3-DHPDT]> [2-DHPDT]> [DPDT],这与实验结果一致。     

对称型双季铵盐在15%盐酸中对N80钢的缓蚀作用

用三种不同链长的双卤代烃与α-甲基吡啶制备了三种新型的双季铵盐,采用核磁氢谱对其结构表征。分别通过静态失重腐蚀试验、电化学极化曲线和交流阻抗谱(EIS)测定其在15%盐酸中对N80钢的缓蚀作用。腐蚀试验结果表明,随分子中疏水链的增长缓蚀效果逐步提高,溴化1,8-二(α-甲基吡啶)辛烷(BMHD-8)缓蚀效果最佳,浓度为1.5×10~(-2) mol·L~(-1)时,在15%HCl、25℃下对N80钢的缓蚀率达92.0%。电化学实验说明所合成的缓蚀剂属于混合型缓蚀剂。缓蚀剂分子会在N80钢表面形成吸附膜,吸附行为符合Langmuir吸附模型,且同时存在物理与化学两种吸附类型。     

磁处理与缓蚀剂2-巯基苯并噻唑结合对铜的缓蚀效能与机理

为了考察磁处理与缓蚀剂2-巯基苯并噻唑（MBT）是否具有协同缓蚀作用,采用腐蚀失重法,测试了恒磁场、交变磁场、缓蚀剂MBT以及磁处理与MBT结合作用下紫铜挂片的腐蚀速率,并通过SEM、XRD、ATR-FTIR等分析方法研究了缓蚀作用机理。研究结果表明恒磁场缓蚀作用较小,而交变磁场具有一定缓蚀作用,其缓蚀机理是生成致密氧化物膜覆盖在金属表面。交变磁场能够降低水分子的极性,给水分子以能量和活性,从而增加了有机缓蚀剂MBT在水中的溶解度,在铜片上吸附的MBT量也相应增加了,因此,交变磁场与MBT具有协同缓蚀作用。达到同等缓蚀效能,协同作用可使得MBT用量减少60%。由于MBT是溶解在氢氧化钠溶液中,用量少则引入的碱含量随之降低,客观上降低了发电机内冷液的电导率。