喹啉硫酸氢根离子和喹啉硫酸根离子液体的缓蚀性能研究(4)

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1.3.2 缓蚀剂的分类

随着高新技术和工业技术的不断发展,缓蚀剂的革新日益迅速。1995年3月16日,基于环境保护与可持续发展战略思想的深入考虑,美国宣布了“总统绿色化学挑战计划”,提出“绿色化学”的概念。绿色技术、环境友好缓蚀剂等许多新的名词也相应地出现。环保型的缓蚀剂如果按化学组成分类,则被分成有机缓蚀剂与无机缓蚀剂最为适宜。

（1）无机缓蚀剂：有多种类型的无机腐蚀缓蚀剂，无机腐蚀缓蚀剂的主要研究和应用已经包括钨，锌，钼酸盐，铬酸盐等。八十年代以来，无机缓蚀剂研究主要集中在生态环境无污染的无机化合物的应用上，钼酸盐，钨和其复杂的自由组合是环保无机缓蚀剂更好的发展和应用的方法。1）铬酸盐因为有色金属显著效果已被广泛使用的腐蚀的适用pH值范围为6至11。然而，当用于环境保护人们的要求越来越高，铬酸盐（六价铬）的排放标准为0~0.05毫克/升）的应用程序，因此是有限的。2）该沉淀物氢氧根离子和锌腐蚀微小区阴极的累积所产生的离子，阴极反应可以被抑制，从而抑制中发挥作用。然而锌是有毒的水生生物，锌的排放量因此被环保部门严格的规定。锌有相对低的成本，其单独使用时也是，在与其他腐蚀缓蚀剂因此能更好的结合。3）属于在钝化钨缓蚀剂，它经常在中性水系统中使用。钨化合物是基本上无毒，无伤害人体和环境，是环境友好的腐蚀缓蚀剂。钨当单独使用抑制效率不高，因此增加更大的量，通常需要使用10-3〜10-2mol/L。但钨的氧化效果非常弱，和有机腐蚀缓蚀剂或其它水处理剂混合使用。李燕，和同样来自华东理工大学的人[5]发现钨和聚天冬氨酸（PASP）碳有添加的锌离子可以合成缓蚀剂率提高到97.68％的抑制协同作用。周琼花等人的长沙大学[6]的交流阻抗的研究发现，在NaCl中对碳钢来说90%钨酸钠+10%乌洛托品具有减缓腐蚀的能力，腐蚀钝化膜吸附膜的显著协同效应。4）金属早就引起了国内外科技工作者优良的耐蚀性能钼的高度重视。对钼的抑制作用专利于1939年首次公布，并于1945年对其进行无害环境报告的第一记录的情况。对于其可以替代金属切削系统，冷却系统，汽车防冻液加入系统钼铬。钼酸盐属于抑制细胞氧化或阳极反应钝化膜型缓蚀剂。钼酸单独缓蚀剂特点是腐蚀性能差，价格昂贵，大量消耗浪费的试剂。因此，使钼酸盐成为主要缓蚀剂复合物已经成为一个热门话题。如钼酸盐，聚丙烯酸钠，水稳定剂的葡糖酸钠组合已被广泛地应用于大型循环水系统[7]。美国德鲁企业为钼基腐蚀缓蚀剂是技术的发展，在相同条件下抑制效果，使钼酸的20毫克/升（以MoO24计米）的浓度降低到4〜6毫克/升[8]。但也有钼酸盐可能会导致水体富营养化问题，因此需要谨慎使用。5）稀土元素金属缓蚀剂, 也属环境友好的缓蚀剂, 是近几年缓蚀剂研究开发的一个热点。

总之, 无机环境友好缓蚀剂在未来发展应用中,主要是研究与其他缓蚀剂的复配使用。

（2）有机缓蚀剂：有机缓蚀剂主要有聚合物，基于咪唑啉，有机胺，醛，磷系等腐蚀缓蚀剂系列。1）对于有机磷的研究作为研究兴起于前过去三十年，日本，美国和其他国家在这方面更加深入的了解，腐蚀缓蚀剂。高硬度，高pH值和冷却水系统的有机磷基缓蚀剂在高温下运行，它具有良好的阻垢缓蚀，已经在天然气勘探石油，机械等行业精制被使用。作为腐蚀缓蚀剂，主要磷酸和其衍生物，膦酸及其衍生物，杂环的磷化合物，亚磷酸盐，膦酸盐，有机磷化合物可以使用。多官能聚合物有机磷腐蚀缓蚀剂，腐蚀缓蚀剂有机磷，有机磷和无机磷腐蚀缓蚀剂如有机磷化合物缓蚀剂未来的研究重点。韩林应[10]的磺酸基团被引入到分子中，合成二亚甲基氨基酸甲磺酸酯（PPAMS），充分利用了膦酸基的碳酸钙，磺酸基铁，锌的强烈的分散性和强螯合性能，磷酸钙分散性以及其良好的亲水性等特点。然而，使用铜及铜合金的过程中有机磷剂有一定的侵蚀效果出现，甚至水体富营养化也会出现，所以少磷，无磷缓蚀剂的研究开发是未来的发展方向。如在20世纪90年代早期的酸酸（HPA）的开发高抑制作用，具有毒性低，新系列水处理剂的有机磷酸的不结垢特性。2）有机胺化合物中主要有芳族胺，二胺，单胺，脂族胺或多胺和它们的盐，胺新低毒缓蚀剂的环保发展必须是有机胺化合物引入取代有毒胺化合物和应用的盐。例如，WangCheng等人[11]研究发现，铝合金的有机胺具有在氯化钠溶液良好的缓蚀，并能抑制点蚀铝合金腐蚀的发生。G.Schmitt等[12]最近提出的乳糖酸，聚琥珀酰亚胺衍生物，如高酸性盐水和盐水烃介质来抑制碳钢缓蚀剂的腐蚀环境友好型，能够满足要求，比如目前海洋油气开发抑制高生物降解性，低毒性，海洋生物和沉积物不破坏环境等。3）醛化合物更常见的对环境友好的缓蚀剂包括香草醛，糠醛，肉桂醛等。香草醛，也称为香草醛，使各种食品香料，化妆品和香料的一个非常重要的香料，并经常被利用。因为它的分子中含有在盐酸溶液具有在压制作用的铝金属腐蚀多个吸附中心。糠醛是一种混合型对照植物缓蚀剂，最初从米糠和酸热系统中，其它农产品如玉米棒，麦秸等可用于提取糠醛。刘铮[13]讨论了在酸性溶液中的糠醛碳钢缓蚀后,六次甲基四胺和糠醛化合物的95.03％的抑制率。肉桂醛也被称为苯基丙烯醛，是一种很常见的香料，具有低毒，高效等优势,吸引了众多研究者的注意。Zhou等[14]研究了肉桂醛作为缓蚀剂碳钢X60的腐蚀抑制，肉桂醛和苯扎溴铵的组合可能是复杂的，抑制能力具有相对大的增加。4）咪唑啉缓蚀剂是五元杂环化合物，广泛用于工业生产的天然气和石油的生产，是一种环保型腐蚀缓蚀剂的含氮。文献[15]报道，在美国油田使用的有机缓蚀剂是咪唑及其衍生物的用量最大的厂家。中国开始使用研究咪唑啉缓蚀剂比较晚，大概是在19世纪70年代开始。我们的玉米油资源丰富，颜红侠等[16]作为生产咪唑啉缓蚀剂IM的原料。陆柱中国东部大学腐蚀中心，甄库，黄群等[17]采用的长链脂肪酸，三氯化磷，甲醛，聚胺合成的新型咪唑啉衍生物油田注水缓蚀剂，评价缓蚀剂的缓蚀性能。缓蚀作用机理的咪唑啉及其衍生物，尚未形成理论体系，仍处于前期研究阶段。5）作为腐蚀缓蚀剂聚合物的应用有着悠久的历史。由于早期使用糖浆，淀粉，蛋黄，蛋清和各种天然橡胶等钢铁酸洗缓蚀剂，聚合物缓蚀剂在衬底的表面上，以形成单层或多层保护膜是致密的,低分子量的缓蚀剂比更环保,耐用,高效,等等。朱超等人[18]合成了一种新型亲水性的聚丙烯酸的低聚物PABE，重量损失和电化学方法用于确定在自来水中发现Q235钢腐蚀性能的时间在40℃中性，当为2.0％的缓蚀剂浓度，抑制率为82.3％，浓度继续升高，腐蚀速率增加的可能性不大。S chew einsberg等[19]发现聚乙二胺聚乙、烯毗唑啉酮在的2 mo l/L 的H2SO4溶液中对酮具有良好的减缓腐蚀作用。一些低聚物和使用的一些腐蚀缓蚀剂化合物具有良好的协同效应。周辉等人利用[20]低分子量的苯并三唑和聚乙烯醇缩丁醛作为新的黄铜的防变色剂的开发中的主要成分，既提高了它的密度和抗渗透性复合膜，使其有良好的防盐水腐蚀，防大气层的特点。B.Maller [21]等使用三种不同的丙烯酸酯，两种异丁烯酸酯合成低聚型聚酯，加入后锌因此具有良好的耐腐蚀性。一句话，环境友好型缓蚀剂的应用程序再进行、准备都有了较大的发展，但也有理论知识的不超前，成本贵，大量浪费的问题。