緩蝕劑分類

時(shí)間：2023-03-24 11:01:30來源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

緩蝕劑分類

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

緩蝕劑的分類金屬材料或制件在周圍環(huán)境介質(zhì)的作用下，逐漸產(chǎn)生的損壞或變質(zhì)現(xiàn)象稱為腐蝕。腐蝕給人們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，耗竭了寶貴的能源與資源。為使損失降到最低，國(guó)內(nèi)外學(xué)者創(chuàng)造和發(fā)展了多種防腐蝕措施，其中，緩蝕劑是應(yīng)用廣泛、效果較顯著的手段之一。

緩蝕劑又稱腐蝕抑制劑，是添加到腐蝕介質(zhì)中能抑制或降低金屬腐蝕過程的一類化學(xué)物質(zhì)，常用于冷卻水處理、化學(xué)研磨、電解、電鍍及酸洗等行業(yè)。

緩蝕劑分類

緩蝕劑的種類很多，按照緩蝕劑在金屬表面所形成的保護(hù)膜的成膜機(jī)理可分為鈍化膜型緩蝕劑，沉淀膜型緩蝕劑，吸附膜型緩蝕劑。有關(guān)各類膜的性質(zhì)和實(shí)例見表6-1。

表6-1 緩蝕劑按表面膜的種類分類

①鈍化膜型緩蝕劑又稱氧化膜型緩蝕劑，簡(jiǎn)稱鈍化劑，為無(wú)機(jī)強(qiáng)氧化劑，包括鉻酸鹽(因有毒已被禁用或限制使用)、鉬酸鹽、亞硝酸鹽、鎢酸鹽等。在反應(yīng)中比較容易被還原的強(qiáng)氧化劑才能作鈍化劑。鈍化劑作用于金屬表面時(shí)，將其氧化成一層耐腐蝕的膜，這層膜一般較致密，能使金屬的陽(yáng)極產(chǎn)生一定的超電壓。所以，鈍化劑是陽(yáng)極極化劑，對(duì)金屬材料起陽(yáng)極保護(hù)作用。鈍化劑一般對(duì)可鈍化金屬(鐵族過渡性金屬)有良好的保護(hù)作用，而對(duì)于不鈍化金屬如銅及其合金、鋅等非過渡性金屬?zèng)]有多大效果。

在冷卻水處理中，氧化劑的濃度必須超過臨界鈍化濃度才能實(shí)現(xiàn)鈍化，否則有加速腐蝕的傾向。如在氯化物的溶液中，加入不足量的鉻酸鹽往往會(huì)引起強(qiáng)烈的局部腐蝕，特別是在金屬的切邊和水線處更易發(fā)生，而且有時(shí)總的腐蝕量也可能會(huì)增加。所以，作氧化劑的緩蝕劑濃度一般要高些。

②沉淀膜型緩蝕劑這類緩蝕劑包括磷酸鹽、硅酸鹽、鋅鹽、苯并噻唑、三氮唑等，低濃度的鉻酸鹽也可通過生成沉淀膜起緩蝕作用，故也屬于沉淀膜型。沉淀膜型的緩蝕劑添加到冷卻水中之后，能與介質(zhì)中的有關(guān)離子(如鈣、鐵、CO32-和OH-等)反應(yīng)，并在金屬表面上的陰極區(qū)形成抑制腐蝕的沉淀膜，該種膜一般要比氧化膜厚，但其致密性和附著力則比氧化膜差得多，所以防腐效果一般比鈍化膜差。為形成完整的沉淀膜，一般要求水中某種特定離子的濃度不能低于某一范圍。如聚磷酸鹽作沉淀膜型緩蝕劑使用時(shí)，鈣與聚磷酸鹽之摩爾比應(yīng)在0.2以上，否則緩蝕效果不好。

此外，只要介質(zhì)中還存在著能與緩蝕劑組分反應(yīng)生成沉淀的離子，沉淀膜就會(huì)不斷加厚，由此可能造成結(jié)垢并引起垢下腐蝕。通常這類緩蝕劑要和去垢劑共同使用，才能有較好的保護(hù)效果。多種沉淀膜緩蝕劑同時(shí)使用，會(huì)在一種膜上再加上另一種膜，或用另一種膜去增強(qiáng)或修補(bǔ)已形成的膜，使防腐效果更佳，這種作用稱為增效作用。

③吸附膜型緩蝕劑吸附膜型緩蝕劑分子中有極性基團(tuán)，能在金屬表面吸附成膜，并由其分子中的疏水基團(tuán)來阻礙水和去極劑達(dá)到金屬表面，保護(hù)金屬。這類緩蝕劑一般都是有機(jī)化合物，包括有機(jī)胺、硫醇類、木質(zhì)素類葡萄糖酸鹽等。大多數(shù)吸附膜都是有機(jī)緩蝕劑，分子結(jié)構(gòu)中都含有親水基團(tuán)，如-OH、-NH2、＝NH或≡N和-COOH等，又具有憎水基團(tuán)，如烷基、苯基等。此類緩蝕劑在冷卻水中分散后，親水基吸附在金屬表面，憎水基向外，因而形成吸附膜，將金屬和腐蝕環(huán)境隔開而起緩蝕作用。

按緩蝕劑的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)分類，我們常把緩蝕劑分為無(wú)機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑兩類。無(wú)機(jī)緩蝕劑主要有鉻酸鹽/重鉻酸鹽、硝酸鹽/亞硝酸鹽、磷酸鹽/聚磷酸鹽、鉬酸鹽、硅酸鹽等；有機(jī)緩蝕劑主要有胺類、醛類、膦類、雜環(huán)化合物、咪唑啉類等。

按照緩蝕劑的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)分類顯然有助于研究合成新的緩蝕劑，確定含有復(fù)雜組分緩蝕劑混合物的主要成分，但實(shí)際上用作緩蝕劑的物質(zhì)通常是由于它們?cè)诮橘|(zhì)中或在金屬表面上發(fā)生了化學(xué)變化，從而使它們成為緩蝕劑。也就是說緩蝕劑的緩蝕作用，除了與緩蝕劑本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)外，還與介質(zhì)和金屬材料的性質(zhì)有著緊密的聯(lián)系。所以，我們不能根據(jù)具有某一特定組成和結(jié)構(gòu)的緩蝕劑來判斷其適用于何種金屬或介質(zhì)。

根據(jù)緩蝕劑緩蝕反應(yīng)發(fā)生的是陰極反應(yīng)或是陽(yáng)極反應(yīng)或二者兼而有之，緩蝕劑則可分為陰極型緩蝕劑、陽(yáng)極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑。

①陽(yáng)極型緩蝕劑如鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽等無(wú)機(jī)緩蝕劑，能降低陽(yáng)極金屬的電極電位，使腐蝕電位增加，達(dá)到鈍化緩蝕的目的。陽(yáng)極緩蝕劑應(yīng)用廣泛，但若用量不足，不能充分覆蓋陽(yáng)極表面，由于暴露在介質(zhì)中的陽(yáng)極面積遠(yuǎn)小于陰極面積，從而形成小陽(yáng)極大陰極的腐蝕電池，反而會(huì)加速金屬的局部腐蝕；而用量太大則毒性較大，污染環(huán)境，因此此類緩蝕劑又被稱為“危險(xiǎn)的緩蝕劑”。

②陰極型緩蝕劑如聚磷酸鹽、硫酸鋅、酸式碳酸鈣等。陰極型緩蝕劑通常是緩蝕劑的陽(yáng)離子移向陰極表面，并形成化學(xué)的或電化學(xué)的沉淀保護(hù)膜，隨著厚度的增加，陰極釋放電子的反應(yīng)被阻擋，從而抑制金屬腐蝕。這類腐蝕劑在用量不足時(shí)不會(huì)加速腐蝕，故又稱為“安全的緩蝕劑”。

③混合型緩蝕劑如胺類、硫醇、硫醚、硫脲、瓊脂等，能吸附在清潔金屬表面形成單分子膜，阻止電子的轉(zhuǎn)移，達(dá)到緩蝕的目的。該類緩蝕劑對(duì)陰極過程和陽(yáng)極過程同時(shí)起抑制作用，雖然腐蝕電位變化不大，但腐蝕電流卻降低很多。

按照使用的介質(zhì)分類，有酸性、中性、堿性水溶液及非水溶液和氣相緩蝕劑。表6-2表明，不同的介質(zhì)應(yīng)選用不同的緩蝕劑。

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