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缓蚀剂分类解说

发布时间:2021.10.27 阅读次数:

缓蚀剂可以称为腐蚀抑制剂,它的用量很小(0.1%~1%),但效果显著。主要用于中性介质(锅炉用水、循环冷却水)、酸性介质(除锅垢的盐酸,电镀前镀件除锈用的酸浸溶液)和气体介质(气相缓蚀剂)。缓蚀效率愈大,抑制腐蚀的效果愈好。有时较低剂量的几种不同类缓蚀剂配合使用可获得较好的缓蚀效果,这种作用称为协同效应;相反地,若不同类型缓蚀剂共同使用时反而降低各自的缓蚀效率,则称为拮抗效应。


缓蚀剂的分类
缓蚀剂具有种类繁多,缓蚀机理复杂的特点,因此没有一种统一的方法能将其合理分类并反映其分子结构和作用机理之间的关系。为了研究和使用方便,常从多种角度对缓蚀剂进行分类。
1、 按化学组成分类
按通常对物质化学组成的划分,缓蚀剂可分为无机缓蚀剂有机缓蚀剂两大类。在实际应用中,缓蚀剂往往不是单一组分,而是多组分的复配,以充分利用“协同效应”增加缓蚀效果。
无机化合物是早期常采用的缓蚀剂,如亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、砷化物、氰化铵等,但大多不能令人满意,因为其存在着一些缺点,如毒性、在酸性介质中缓蚀效率低等(例如铬酸盐处理时铬酸氧化物的沉积往往造成堵塞;砷化物的毒性大并有引起氢脆的危险),目前已为有机化合物所代替。
有机化合物用作缓蚀剂的非常多,并不断在发展,常用的有链状有机胺及其衍生物、咪唑啉及其衍生物、季铵盐类、松香胺衍生物、炔醇类等。
2、 按电化学机理分类
按缓蚀剂对电极过程的影响,可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三类。
阳极型缓蚀剂即阳极抑制型缓蚀剂,它能阻滞阳极过程,能增加阳极极化,使腐蚀电位正移。阳极型缓蚀剂通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝化。阳极型缓蚀剂如果用量不足,不能充分覆盖阳极表面时,会形成小阳极大阴极的腐蚀电池,反而会加剧金属的点蚀,因此阳极型缓蚀剂又有“危险性缓蚀剂”之称。
阴极型缓蚀剂即阴极抑制型缓蚀剂,它能阻滞阴极过程,使阴极过程减慢,使腐蚀电位负移。阴极型缓蚀剂通常是阳离子移向阴极表面,并形成化学的或电化学的沉淀保护膜。这类缓蚀剂在用量不足时并不会加速腐蚀,故阴极型缓蚀剂又有“安全缓蚀剂”之称。
混合型缓蚀剂即混合抑制型缓蚀剂,它能对阴极过程和阳极过程同时起抑制作用。这时腐蚀电位变化不大,但腐蚀电流却可减小很多。
3、 按物理化学机理分类
按缓蚀剂对金属表面的物理化学作用,可将缓蚀剂分为氧化膜型缓蚀剂沉淀膜型缓蚀剂吸附膜型缓蚀剂三类。
根据E-pH图,许多金属暴露在中性介质(包括大气)中时,其表面都将覆盖氧化物被膜。这些被膜往往是不致密的,将引起局部腐蚀。氧化膜型缓蚀剂直接或间接氧化金属,在其表面形成金属氧化物薄膜,从而修补原来的被膜,阻止腐蚀反应的进行。这种缓蚀剂极易促进腐蚀金属的阳极钝化,因此也称为钝化型缓蚀剂,或直接称为钝化剂。
氧化膜型缓蚀剂一般对可钝化金属(铁族过渡性金属)具有良好保护作用,而对不钝化金属如铜、锌等金属没有显著效果,在可溶解氧化膜的酸中也没有效果。氧化膜较薄(0.003~0.02μm),致密性好,与金属附着力较强,防腐蚀性能良好。过量的缓蚀剂也不至于使保护膜不断增厚而造成垢层化或铁鳞化,但是用量不足会加速腐蚀。
沉淀膜型缓蚀剂本身并无氧化性,但能与金属的腐蚀产物(Fe2+、Fe3+)或和阴极反应的产物(一般是OH-)生成沉淀,在金属表面形成防腐蚀的沉淀膜,也能有效地修补氧化物膜的缺陷。沉淀膜的厚度比一般钝化膜厚(约为几十至一百纳米),其致密性和附着力也较钝化膜要差。此外,沉淀膜厚度会不断增加,有可能引起结垢的副作用,通常要和去垢剂合并使用才会有较好的效果。
氧化型和沉淀型两类缓蚀剂也常合称被膜型缓蚀剂,文献中也有人称为“相间型”缓蚀剂(interphase inhibitor),它们在金属表面上形成三维的新相(有一定厚度的表面膜)。它们在中性介质中很有效,但在酸性介质中效果很差。在酸性介质中,氧化物不能稳定存在,金属的表面大部分是裸露的。此时氧化性物质的加入非但不能起缓蚀作用,反将因额外的阴极反应而加速腐蚀。此时沉淀型缓蚀剂也将因沉淀的溶度增加和金属表面不断逸出氢气而不起作用。
吸附膜型缓蚀剂并不使腐蚀金属表面上形成三维的新相,而只是形成一层连续的或不连续的原子或分子吸附层。这类缓蚀剂文献上也称为“界面型”缓蚀剂(interface inhibitor),它们能吸附在金属表面,改变金属表面的性质,从而防止腐蚀,产生缓蚀作用。
根据吸附机理不同,可进一步分为物理吸附型和化学吸附型两类。化学吸附时粒子一定要被吸附在能够成键的吸附中心上,而物理吸附则没有这种限制,可吸附在表面的任何位置上,所以物理吸附的遮盖率要比化学吸附的遮盖率大得多。物理吸附与化学吸附可以相伴发生,常需要同时考虑两种吸附在整个吸附过程中的作用。为了能形成良好的吸附膜,金属必须有洁净的(即活性的)表面,所以在酸性介质中往往比在中性介质中更多地采用这类缓蚀剂。吸附膜型缓蚀剂分子中有极性基团,能在金属表面吸附成膜,并由其分子中的疏水基团来阻碍水和去极化剂达到金属表面,保护金属。在酸和非水溶液中,缓蚀剂在金属表面形成的膜极薄,一般只是单分子层或几个分子的厚度。
4、按物理状态分类
按缓蚀剂的物理状态,可将缓蚀剂分为油溶性缓蚀剂水溶性缓蚀剂气相缓蚀剂
油溶性缓蚀剂即水溶性较差、油溶性较好的一类缓蚀剂,基本上是由有机缓蚀剂组成的。其作用机理一般认为是由于存在着极性基,这类缓蚀剂分子被吸附于金属表面,从而在金属和油的界面上隔绝了腐蚀介质。水溶性缓蚀剂即水溶性较好、油溶性较差的一类缓蚀剂。一般说来,无机类和有机类均可用作水溶性缓蚀剂。
气相缓蚀剂(volatile corrosion inhibitor或vapor rust inhibitor)是在常温下能挥发成气体的缓蚀剂。因此,如果是固体,就必须有升华性;如果是液体,必须具有大于一定数值的蒸气分压。人们根据是否具有这种特性可使之与其他水溶性缓蚀剂相区分
5、我公司油气集输用缓蚀剂产品介绍
(1)水溶性油气集输用缓蚀剂:RX-204A油气集输用缓蚀剂
RX-204A油气集输用缓蚀剂是针对天然气开采、集输、储运而研制的新型高效缓蚀剂,可有效缓解H?S、CO?和盐水等腐蚀介质引起的管道内壁电化学腐蚀穿孔,管道裂开等腐蚀问题,本产品缓蚀效率显著,稳定性好,使用量小。
(2)油溶性油气集输用缓蚀剂:RX-204B油气集输用缓蚀剂
RX-204B油气集输用缓蚀剂是针对天然气开采、集输、储运过程中的腐蚀问题,研制出的新型高效抑制腐蚀产品,本产品在金属表面能生成一层致密、牢固的保护膜,耐气流、水流冲刷,可有效抑制H?S、CO?和高矿化度等腐蚀介质对天然气管道内金属的腐蚀。
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