鹽酸緩蝕劑的選用原則

發布時間： 2012-5-14 13:38:49

金屬材料不同金屬材料原子的電子排布不同，因此，它們的化學、電化學和腐蝕特性不同，在介質中的吸附和鈍化的特性也不同，銅鐵是用量最大、使用最廣的金屬，它們用的鹽酸緩蝕劑也是研究和使用最多的。鐵(Fe)元素是第26號過渡金屬元素，價電子的排布是3d64s2，故d軌道尚有4個空位，易接受電子，對許多帶有弧對電子的基團產生吸附。銅是另一類使用較多的有色金屬，銅(Cu)的價電子排布是3d10 4s1，它的d軌道已布滿電子，故很多高效鋼鐵用的鹽酸緩蝕劑對銅效果不好。因此，如果保護系統是由多種金屬組成，如汽車發動機的冷卻系統可包括鑄鐵（鋼）、銅、鋁、鉛和錫(焊接點)等多種金屬材料，則單一的鹽酸緩蝕劑物質難以全面滿足防護要求。對于這種系統，銅腐蝕溶解后還會在電位較負的鋼鐵和鋁。表面沉積，產生銅/鐵、銅/鋁電偶腐蝕，故發動機冷卻液中使用多種鹽酸緩蝕劑復配。腐蝕介質金屬在不同pH的水溶液中的腐蝕機理不相同。因此，鹽酸緩蝕劑在選用時也有所不同。一般中性介質水中使用的鹽酸緩蝕劑以無機鹽酸緩蝕劑為主．但近年來也有用有機鹽酸緩蝕劑；酸性介質中以有機鹽酸緩蝕劑較多，以吸附型有機鹽酸緩蝕劑為主，但必須根據實際情況綜合考慮。如油田注水用的鹽酸緩蝕劑，由于油田污水水質不同（氯化鈣型、碳酸氫鈉型、硫酸鹽水）和礦化度不同，使用有機鹽酸緩蝕劑種類也不同。對于油類介質，它的電阻很大，去極化劑不易溶解分散，金屬在油類中不易腐蝕，但在潮濕大氣環境中，水分子的吸附導致水在金屬表面凝集，促進了腐蝕。為此，需要采用油溶性的吸附型鹽酸緩蝕劑，以排除水的吸附，起防銹作用。使用鹽酸緩蝕劑時必須考慮它與腐蝕介質的“相溶性”或溶解度問題。如氣相鹽酸緩蝕劑應有一定的蒸氣壓，有的石油工業用的鹽酸緩蝕劑應有油溶性等。緩蝕物質的溶解度太低將影響它在介質中的傳遞不能有效地達到金屬表面，雖然其吸附性能好，但不能充分發揮出來。此時，可添加適當的助溶劑或表面活性劑，以增加緩蝕物質的分散性，如切削油中采用乳化劑或助溶劑等。有時也可通過化學處理在緩蝕物質分子上接親水性的極性集團以增加其在水中的分散性與溶解度。鹽酸緩蝕劑的用量和復配鹽酸緩蝕劑的用量，只要能產生有效的保護作用當然越少越好，因為可以減少費用。鹽酸緩蝕劑用量過多，有可能改變介質的性質（如PH）甚至減弱緩蝕效果，增加費用。鹽酸緩蝕劑的效果與用量的關系并不是線性的。鹽酸緩蝕劑用量太少時，作用不大，當達到一定“臨界濃度”時，緩蝕作用明顯增加，當進一步加大鹽酸緩蝕劑用量時，作用增加有限。臨界濃度隨體系的性質而異，在選用鹽酸緩蝕劑時必須預先進行試驗，以便選出合適的用量。對于沉淀膜型鹽酸緩蝕劑，初始使用時用量加大些（可比正常用量高出一二十倍），以快速促成完好的保護膜，即所謂“預膜”處理，常常能取得很好的保護效果。鹽酸緩蝕劑復配問題是研究鹽酸緩蝕劑工作的一個重要內容，由于金屬腐蝕情況復雜性，采用單一種鹽酸緩蝕劑效果不夠好。多種緩蝕物質復配組合使用往往比單一種鹽酸緩蝕劑使用時總的效果高出許多，這就是鹽酸緩蝕劑協同效應。鹽酸緩蝕劑協同效應作用機理研究是當前鹽酸緩蝕劑研究的重點之一。本文參考《清洗劑、除銹劑與防銹劑》一書。

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