酸性条件下铝缓蚀剂的开发研究(3)

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（2）阴极型缓蚀剂成膜理论

阴极型缓蚀剂在腐蚀介质中对金属的缓蚀作用主要是增大电化学腐蚀中的阴极极化，阻碍阴极过程的进行，使腐蚀电位向负方向移动，降低腐蚀速度。其主要通过提高阴极反应过电位，在金属表面形成化合物膜和吸收水中的溶解氧等实现缓蚀作用。例如，亚硝酸钠。

（3）混合型缓蚀剂阻滞阴、阳极过程理论

混合型缓蚀剂是一种既能阻滞金属的阳极溶解，同时又能增大阴极极化、使阴极反应难以进行的物质。其主要表现在与阳极反应产物生成不溶物、形成胶体物质、某些有机物在金属表面吸附。

1.2.2 缓蚀剂的物理化学机理

缓蚀剂在电解质溶液中对腐蚀电池电极过程的抑制，是缓蚀剂本身或缓蚀剂与电解质作用于金属表面，使金属表面发生变化的结果。这种表面的变化表现为氧化膜或沉淀膜的吸附，或者是离子、分子在金属表面的吸附。因此，从物理化学角度出发，缓蚀剂的作用可以分为氧化膜、沉淀膜和吸附膜三种。

（1）氧化膜型缓蚀剂

氧化膜型缓蚀剂本身是氧化剂或以介质中的溶解氧作氧化剂，使金属表面形成钝态的氧化膜，造成金属离子化过程受阻，从而减缓金属的腐蚀。这种缓蚀剂又称为钝化剂。但是，如果过用量不足，则可能在金属表面形成大阴极、小阳极而可能发生孔蚀。

（2）沉淀膜型缓蚀剂

这类缓蚀剂通过电化学反应在金属表面生成沉淀膜。沉淀膜可由缓蚀剂之间相互作用生成，也可由缓蚀剂和腐蚀介质中的金属离子作用生成。在多数情况下，沉淀膜在阴极区形成并覆盖于阴极表面，将金属和腐蚀介质隔开，抑制金属电化学腐蚀的阴极过程，有时还能覆盖金属的全部表面，同时抑制金属电化学腐蚀以及阳极过程和阴极过程。

（3）吸附膜型缓蚀剂

能形成吸附膜的缓蚀剂多为有机缓蚀剂。这类缓蚀剂在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，这种吸附改变了金属表面的性质，抑制了金属的腐蚀。吸附膜理论认为，某些缓蚀剂通过其分子或离子在金属表面的物理吸附或化学吸附作用形成吸附保护膜，从而抑制介质对金属的腐蚀。有的缓蚀剂分子或离子表面由于静电引力和分子间作用力而发生物理吸附。另一些缓蚀剂可以与金属表面形成配位键而发生化学吸附。例如，有机缓蚀剂以其亲水基团吸附于金属表面、疏水基远离金属表面的方式，形成吸附层，把金属活性中心覆盖，阻止介质对金属的侵蚀。

1．3 缓蚀剂的主要类型

百余年来，缓蚀剂的开发、应用在化工、石油、电力、机械、金属加工、交通运输、核能及航天等领域中，起着极其重要的作用。近半个世纪以来，缓蚀剂的品种、质量得到了进一步扩大和提高。20世纪30年代以前，缓蚀剂的品种只有百余种[5]。到80年代中期，仅酸性介质缓蚀剂的品种就已超过5000余种[6]。这种发展速度是其他化学助剂、添加剂类等无法比拟的。

缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。按金属材料的品种分类：分为黑色金属(如亚硝酸盐、钼酸盐、胺等)、铜(如苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑等)、铝(如硫脲、硅酸盐等)、不锈钢(如CdSO4、CaSO4等)缓蚀剂等。例如，铜缓蚀剂可以吸附在金属表面形成一层很薄的膜，保护铜及其它金属免受大气及有害介质的腐蚀；铜缓蚀剂BTA在循环冷却水系统中可与多种阻垢剂、杀菌灭藻剂配合使用，对循环冷却水系统缓蚀效果良好。而对于黑色金属可用亚硝酸钠钝化；对于有色金属如铜、铝、锌、镁及其合金则采用铬酸盐或重铬酸盐。论文网