
点击量:852 时间:2021-09-27
一般我们把在腐蚀介质中加入一种能在很低浓度下抑制金属破坏过程的物质(称为缓蚀剂)的防腐方法称为缓蚀剂法。在腐蚀介质中加入少量的缓蚀剂(如几万分之几)可显著减缓金属的腐蚀速率。采用缓蚀剂防止金属腐蚀的方法是防腐中应用 广泛的方法之一。根据极化图说明了缓蚀剂抑制金属腐蚀的基本原理。电化学腐蚀速率由阳极过程和阴极过程的极化特性决定。只要添加的缓蚀剂能抑制上述一种或两种过程,腐蚀速率就会降低。
根据缓蚀剂所能抑制的过程,我们可以把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。加入缓蚀剂,加快极化程度,降低腐蚀电流。作用的机理主要是在电极表面形成钝化膜或者吸附膜。缓蚀剂的种类繁多,属于无机类的缓蚀剂有亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐,磷酸盐等等;属于有机类的缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类等等。具体使用时,需根据要保护的金属种类和腐蚀介质等条件通过筛选试验来确定。
(1)无机缓蚀剂
大多用在中性介质体系,缓蚀剂主要影响金属的阳极过程和钝化状态,在金属表面形成氧化膜或钝化膜,使腐蚀受到抑制。通常在中性介质中使用的无机缓蚀剂有NaNO2、K2Cr2O7、Na3P04等。在碱性介质中使用的NaNO2、NaOH、Na2CO3、Ca(HCO3)2等。生成的难溶盐层覆盖于阳极表面,成为具有保护性的薄膜,阻滞了阳极反应,降低了金属的腐蚀速率。
有些无机缓蚀剂使阳极过程变慢,称为阳极型缓蚀剂,如促进阳极钝化的氧化剂(铬酸盐、亚硝酸盐、Fe3+)或阳极成膜剂(碱、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸盐);另一类无机缓蚀剂是促进阴极极化,称为阴极缓蚀剂,如Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+等,能与在阴极反应中产生的OH-形成不溶性的氢氧化物,以厚膜形态覆盖在阴极表面,因而阻滞氧扩散到阴极,增大浓差极化。也有同时阻滞阳极过程和阴极过程的混合型缓蚀剂。有些溶液中的杂质,如S、Se、As、Sb、Bi等化合物,能阻抑阴极放氢过程,使阴极极化增大,减缓腐蚀。缓蚀剂的用量一般要先通过试验才能确定。
(2)有机缓蚀剂
通常在酸性介质中使用, 有机缓蚀剂属于吸附型缓蚀剂,它们吸附在金属表面形成几个分子厚的不可见膜,一般同时阻滞阳极和阴极反应,但阻滞效果并不相同。常用品种有含N、含S、含O、含P的有机化合物,如胺类、杂环化合物、长链脂肪酸化合物、硫腺类、醛类、有机磷类等。缓释剂的吸附类型有静电吸附、化学吸附。静电吸附剂有苯胺及其取代物,吡啶、丁胺、苯甲酸及其取代物如苯磺酸等;化学吸附剂有氮和硫杂环化合物;有些化合物同时具有静电和化学吸附作用。此外,有些螯合剂能在金属表面生成一薄层金属有机化合物。近年来,有机缓蚀剂发展很快,应用广泛,使用这些缓蚀剂也会产生缺点,如可能污染产品,可能对生产流程产生不利影响等。
(3)气相缓蚀剂
气相缓蚀剂多是挥发性强的物质,也属于吸附型缓蚀剂。它的蒸气被大气中水分解出有效的缓蚀基团,吸附在金属表面使腐蚀减缓,一般用于金属零部件的保护、贮藏和运输。它必须用于密封包装内,海洋油轮内舱也可用它来保护。常见的有效气相缓蚀剂有脂环胺和芳香胺;聚甲烯胺;亚硝酸盐与硫脲混合物;乌洛托品和乙醇胺;硝基苯和硝基萘等。