植酸在金属表面处理的应用

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植酸在镀锌层无铬钝化中的应用

植酸在镀锌层无铬钝化中的应用2009-6-24 沈阳铁路信号工厂，沈飞工业集团供稿金属锌呈银白色，标准的电极电位为-0.76，易溶于酸，也易溶于碱，是典型的两性金属。

锌镀层是廉价的镀层，由于锌的电位（-0.76）比铁的电位（-0.44）负，当镀锌钢铁件受到腐蚀介质侵蚀时，锌首先被腐蚀而保护钢铁。

因此，镀锌是提高钢铁抗大气腐蚀的有效方法，被广泛应用于航空、电力、交通、建筑、机械等行业，在潮湿环境中，锌镀层易发生腐蚀，使镀层表面形成白色疏松的腐蚀产物或变成灰暗颜色，影响外观。

从表1可以看出，镀锌层不管在什么地方均受到了腐蚀，腐蚀后不断变薄，这不仅使镀锌层外观受破坏，甚至失去对钢铁基体的保护作用，为此，应在镀锌层表面进行化学处理—钝化。

最早出现的是铬酸钝化工艺，由于其操作简单、质量可靠，并且钝化膜性能可满足多种要求，一直受到人们重视并沿用至今。

但其致命缺点是六价铬污染环境。

为了解决铬公害问题，近年来，国内外电镀工作者在低价铬钝化工艺的推广应用方面做了大量工作，并且还开展了无铬钝化工艺的研究。

目前，低铬钝化已进入实践阶段，而无铬钝化离真正的工业应用还有一段距离，关于镀锌层无铬钝化已有不少报道。

其中有钼盐、钨类、硅酸盐，锆盐和稀土盐类等。

采用有机物植酸对镀锌层进行钝化处理，其与传统的铬酸盐钝化相比，具有如下优点：（1）无毒性，不会造成环境污染；（2）钝化层性能好；（3）钝化液使用寿命长；（4）使用期间内，铬液里虽然出现某些溶解的金属，但不会形成和取聚集有害的副产物；（5）简化了废液治理工作。

用过的钝化铬液，可用石灰进行中和处理，以便清除溶解的金属离子，经沉淀或其它浓缩分离之后，污水即可排放。

脱水后的污泥主要由硅酸盐组成，一般也无害。

多年来，对无毒或低毒的无机物缓蚀剂作为钝化剂进行大量研究。

如钼酸盐、钨酸盐、稀土盐类等，由于使用的剂量大，抗蚀效果不令人满意，所以把目光转向了有机物保护层方面，由于有机物能在锌表面形成不溶性的复合物薄膜屏蔽层，使膜比起单独始用无机物缓蚀剂或复杂的多酸盐所形成的膜致密的多，从而增加了膜的抗腐蚀性。

植酸在金属防护中的应用

植酸在金属防护中的应用张洪生　杨晓蕾　陈　熹(康庄新资源技术研究所河北玉田064100)摘要　介绍了植酸在金属防腐、磷化、钝化等工艺中的最新开发应用成果.应用结果表明,植酸确为一种优良的金属缓蚀成膜添加剂,极具推广价值。

关键词　植酸　金属防腐　低温磷化　无铬钝化中图分类号　TG179 文献标识码　A 文章编号　100226495(2002)0420238202 植酸(Phytic.acid)是从粮食作物中提取的有机磷酸化合物,外观为棕黄色稠状液体,易溶于水、95%乙醇和丙酮,分子量660.4,分子式C6H18O24 P6,植酸分子中含有能同金属配合的24个氧原子, 12个羟基和6个磷酸基[1].实验证明植酸是一种极罕见的金属螯合剂,当与金属络合时,易形成多个螯合环,所形成的络合物在广泛的p H值范围内皆具有极强的稳定性,植酸在金属表面同金属络合时,易形成一层致密的单分子有机保护膜,能有效地阻止O2等进入金属表面,从而抑制金属的腐蚀,同时由于膜层与有机涂料具有相近的化学性质,并含有羟基和磷酸基等活性基团,能与有机涂料发生化学作用,因此植酸处理过的金属表面与涂料有更强的粘接性能.利用植酸的上述特殊性能,我们将植酸应用于金属防腐、常温磷化、无铬钝化等工艺中,取得非常良好的效果,大量应用实践证明,植酸在金属防护处理中的普遍推广应用,对于促进表面技术进步,改善环境污染,都具有重要的经济价值.1植酸主要用途111镀锌层无铬钝化过去镀锌层钝化一般采用铬酸法,价格昂贵,环境污染严重.近些年来虽然许多人纷纷探讨研究对镀锌层进行无铬钝化,并采用加入各种有机合成磷酸,提高其防腐性能,但效果一直不令人如意,然而将植酸用于镀锌的无铬钝化中,防腐性能优于各种烃基膦酸.钝化液配方:Na2SiO340g/L,H2SO43g/L, H2O240g/L,HNO35g/L C6H18O24P65g/L,p H值2～3.工艺流程:镀锌片———冷水洗———钝化液中浸渍10～20s———冷水冲洗———烘干或吹干.钝化膜外观白亮、均匀、细腻;经3%NaCl和01005mol/L H2SO4中浸渍后,在潮湿环境中观察,试片1%面积出现蚀点或锈斑的时间超过70h. 112低温快速磷化液1　配方及工艺条件:ZnO1.8～2g/L,H3PO410g/L,NaH2PO415 g/L,H2C2O42H2O0.2g/L,C5H6O70.2g/L,Na6 (PO3)60.3g/L,(N H4)2HPO43g/L,S (CH2COOOH)20.02g/L,C6H18O24P60.2～0.5g/ L,H2O余量,p H值2～3.按上述配方量稀释10倍～15倍使用,工艺温度20℃～35℃,磷化时间为5min～15min.2　磷化膜主要性能指标:耐CuSO4时间>300s,磷化面积45m2/kg～60 m2/kg膜重2.0g/m2～3.4g/m2.113金属表面防腐涂布剂用本剂涂Fe、Zn、Al及合金表面,其耐蚀性和涂漆后的耐蚀性,及涂料膜的附着力均大幅度提高.配方:(N H4)2TiF610g/L,C6H18O24P616g/L, SiO2聚合物(含SO230%)30g/L,PVA(聚合度1400)50g/L,H2O余量,p H值5.3.被涂金属件先用有机溶剂擦拭,除去表层污垢,再用涂布器将防腐剂涂在金属表层,防腐剂用量为10mg/m2,涂布后在120℃循环热风中干燥35s. 114金属防腐剂本剂适合与气相或液相水接触的金属及合金表面的防腐.(下转第243页)第14卷第4期2002年7月腐蚀科学与防护技术CORR OSION SCIENCE AN D PR OTECTION TECHN OLOG Y Vol114No15J ul12002收到初稿:2001204208;收到修改稿:2001206201水进行定期监测,根据测得的腐蚀速率结合总Fe、Cl-、p H值判断塔顶的腐蚀状况和缓蚀剂投加情况,以便有效地控制腐蚀速率小于0.2mm/a.6　利用红外热像仪定期对催化二器和加氢反应器器壁、焦化加热炉炉管等进行温度分布测试,对监测中发现的异常温度域结合工况情况进行分析判断,分析结果通报给生产部门,以利于及时调整操作或安排检修.此外,装置停工大修前对所有加热炉进行炉壁温度进行普查,以指导检修.3腐蚀监测设想1　扩大监测范围.各装置都要设置定点测厚点,并按照测厚点设置原则扩至重要设备及管道;对关键部位安装电阻探针或磁阻探针,进行在线实施监测;高温高硫部位增设旁路釜,挂入不同材质的各类挂片,以利于摸清腐蚀机理;探索性地开展奥氏体不锈钢硫化物应力腐蚀破裂(SSCC)监控等工作.2　介质参数的间接监测与腐蚀速率的直接监测相结合.材料的腐蚀是在一定的环境下进行的,介质变化是原因,腐蚀速率变化是结果.只有对两者进行有效、协调的监测,才能找出引起腐蚀的原因,从而使腐蚀得到控制.3　要有专门人员从事装置运行期间的腐蚀监测工作以及停工期间的腐蚀调查工作.便于积累监测经验和提高监测水平;有利于对监测数据的综合处理;有利于对异常情况作出准确的判断.4　规范设备腐蚀与防护管理,建立公司统一的设备腐蚀数据库.数据库的内容应包括:工艺数据、设备数据、腐蚀监测等数据.利用这个数据库对设备的腐蚀状况作一正确评价,预测腐蚀的发展趋势,为检修提供依据.参考文献:〔1〕化学工业部化工机械研究院.腐蚀与防护手册———腐蚀理论・试验及监测.北京:化学工业出版社,1993.501〔2〕ВФСОРЧЕНКО著,陈文造译.石油炼制译丛,1986,9:37〔3〕中国石油化工设备管理协会设备防腐专业组.石油化工装置设备腐蚀与防护手册.北京:中国石化出版社,1996.78〔4〕董绍平,严伟丽.中国设备管理,1999,2:31(上接第238页)配方:C6H18O24P63g/L,C7H5O2Na7.5g/L, N H2(CH2CH2OH)3适量,H2O余量,p H值>7.将铝片放在含有上述防腐剂50×10-6水溶液中浸泡7天,金属表面光泽,无腐蚀孔洞.115金属表面磷化膜漂洗剂Zn系磷化膜漂洗剂,可有效地提高磷化膜与漆层的抗腐蚀能力,且改善磷化膜与漆层的粘接性能,阻止喷涂漆膜颜色的变化,本配方以植酸替代铬酸盐,有效地改善了环境污染.配方:C6H18O24P60.5g/L,NaOH适量,p H值3.0,H2O余量.将已磷化处理过的金属件,在按上述配方配制的漂洗液中浸泡10s,处理后用去离子水冲洗干净晾干,然后用电泳涂漆工艺将金属件涂上一层20us厚的水溶性树脂膜,最后在170℃温度下烘烤30min.经过对比实验,表面综合性能均优于铬酸盐处理法.116Al及其合金钝化处理将Al及其合金放入含Ti、Zr、Fe离子二种或二种以上、p H值=9的碱性水溶液中进行处理后水洗干燥,再用含植酸的酸性水溶液处理.特点是防腐性好、涂膜致密、外观优良.碱性金属水溶液配方及工艺条件:H2TiF60.2g/L,ZrSO40.2g/L,Fe(OH)30.2 g/L,Na5P3O100.2g/L,C5H6O71g/L,NaOH适量; p H值11.5～13.8,温度70℃.将Al或其合金材料在上述碱性水溶液中浸渍6s,用水洗净后,放入含植酸20g/L的水溶液中(p H=3.5),60℃浸渍6s,用去离子水清洗干净,干燥即可.2结语植酸以其独特的理化性能,可在金属表层形成坚固致密的单分子保护膜,抑制金属的氧化腐蚀,可广泛地应用于金属防护处理中,虽然我们在植酸生产与应用方面做了一些工作,并取得了较大的成绩,但与目前国外发达国家相比,还有相当的差距.据有关资料报道,世界上许多国家植酸除用于金属缓蚀外,同时广泛用于电镀行业,例如:植酸可替代NaCN进行无氰电镀;植酸替代苯磺酸钠净化镀液,净化镀液中的三价铁及其它有害金属离子;镀件施镀前用0.1%～1%的植酸处理,镀层的结合力将明显提高.总之,植酸在金属防护处理中的广泛应用,能大幅度提高产品质量,降低生产成本,减少环境污染,对提高经济效益和社会效益有着不可估量的价值.参考文献:〔1〕雷得漾,伍先云.化工小商品生产法.湖南:科学技术出版社, 1992.43424期董绍平等:在役炼油装置设备腐蚀的监测。

植酸在金属防护中的应用

耐ＣＳ４时间＞３０Ｓ磷化面积４／ｇ６ｕ００。５ｍｋ０ｍ２ｋ／ｇ膜重２０ｇｍ．／．．／～３４ｇｍ２
利用植酸的上述特殊性能，们将植酸应用于我金属防腐、温磷化、铬钝化等工艺１卷第４４期
２００２年７月
腐蚀科学与防护技术
ＣｏＲＲｏＳｏＮＣＩＩＳＥＮＣＥＡＮＤＲＯＴＰＥＣＴＯＮＥＣＨＮＯＬＩＴＯＧＹ
ｖ０１１ｏ．．４Ｎ５
Ｊ１２０ｕ．０２
再用涂布器将防腐剂涂在金属表层，腐剂用量为防１／，０ｍｇｍ２涂布后在１０循环热风中干燥３．２℃ ５Ｓ
（Ｏ３）０３ｇＩ（ＮＨ４）ＨＰ４３ｇＩＳＰ６．／，２Ｏ／。（Ｈ２ＯＯＣＣＯＨ）００／ＣＨＩ０４６．～０５ｇ２．２ｇＩ６ｓ２Ｐ２，０．／
ＬＨ２，Ｏ余量，Ｈ值２．ｐ～３按上述配方量稀释１０倍～１５倍使用。艺温工度２ ℃ ～３ ℃ ，化时间为５ｍｉ～１ｎ０５磷ｎ５ｍｉ．２磷化膜主要性能指标：
１配方及工艺条件：
ＺＯ．ｎ１８～２ｇｉ，Ｐ０ｇＬ，ｉ２Ｏ４１／Ｈ３Ｏ４１／ＮａＰ５ｌｇＩ，ｃＯ４Ｈ２０．ｇＬ，５Ｏ７０．／／Ｈ２２２Ｏ２／ＣＨ６２ｇＩ，Ｎａ６
Ｐ，酸分子中含有能同金属配合的２植４个氧原子，

植酸在金属表面处理中的现状

植酸在金属表面处理中的现状摘要：介绍了植酸的分子结构、生产方法和特殊性质。

阐述了目前植酸的主要研究和应用现状,如在金属防护中充当阴极型缓蚀剂、用于电镀或化学镀的配位体、用作成膜型的金属钝化剂、在磷化及水性涂料中用作多功能助剂以及其他金属防护领域中的应用,并指出了目前存在的主要问题和今后发展和研究的方向。

植酸是从粮食作物中提取的自然的无毒化合物，它的化学称号为环己六醇六磷酸酯，由于它的分子中有6个磷酸基，是一种少见的金属多齿鳌合物。

植酸与金属络合后，易在金属外表构成一层致密的单分子维护膜，能有效阻止氧气与金属基体接触，从而到达耐蚀的目的。

同时，该维护膜中的羟基、磷酸基等活性基团，能与有机涂层发作化学作用，因而，经植酸处置后的金属外表与有机涂层有良好的附着力。

一、植酸在镁-锂合金上的应用镁-锂合金是一种新型的、最轻的金属构造材料，除了具有普通镁合金的高比刚度、高冲击韧度、良好切削加工性等优点外，还具有密度小、塑性高、优秀的电磁屏蔽及抗震性等特性。

镁-锂合金最初用在宇宙飞船、航天飞机、火箭等重要配备上，上世纪代以来，才被普遍应用在汽车、医疗器械和3C 电子产品等方面。

但是，镁-锂合金的耐蚀性能很差，限制了它的进一步应用。

因而，研讨进步镁-锂合金耐蚀性具有重要的理想意义。

将植酸参加到阳极氧化过程运用的根本电解液中，在镁-锂合金外表制得了阳极氧化膜。

讨论了植酸的质量浓度对氧化膜外表形貌和耐蚀性能的影响。

采用浸渍法，室温下在以植酸为主要成分的水溶液中制备了镁外表的耐蚀性转化膜，膜层制备后自然沥干，不需水洗。

整个工艺过程中无废水及废气排放。

应用正交实验剖析了多要素对镁植酸转化膜耐蚀性影响，探明了膜层构成的最佳条件。

结果标明，在处置液中主要成分植酸的质量分数为3%、pH值2.5~3.5、反响时间7min的条件下制备的膜层具有最佳的性能，并对膜层的微观形貌停止了表征。

环境友好型防腐蚀植酸处置技术有望成为新的镁外表防腐处置技术。

植酸在金属表面处理中的应用

基本内容
接下来，让我们通过一个实际应用案例来更好地理解植酸在金属表面处理中的应用。某汽车制造企业采用植酸处理技术对发动机缸体进行表面处理。通过浸泡法将缸体浸泡在植酸溶液中，去除了缸体表面的氧化层和锈迹。经过植酸处理后，
基本内容
缸体的耐腐蚀性得到了显著提高，同时表面光滑度也得到了增强。这一案例充分展示了植酸在金属表面处理中的实际应用效果。
文献综述
文献综述
植酸转化膜是指通过植酸及其衍生物与金属表面反应，生成一层致密的有机膜层，从而起到保护金属表面的作用。相较于传统的防腐蚀技术，植酸转化膜具有操作简单、成本低、环保性佳等优点。然而，植酸转化膜的制备条件、性能评价等方面仍需进一步探究。
研究方法
研究方法
本研究采用实验方法，选用不同成分的植酸溶液对钢铁表面进行处理，通过控制变量法分析不同浓度、温度、时间等因素对植酸转化膜形成的影响。同时，利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）
基本内容
综上所述，植酸在金属表面处理中具有良好的应用优势和广泛的应用前景。然而，在推广应用植酸技术时，我们也需要注意其存在的不足之处，采取相应的措施加以改进和完善。例如，针对植酸处理过程中可能产生的氢气问题，可以尝试通过优化处理
基本内容
工艺和选择适当的助剂来解决；针对植酸处理成本较高的问题，可以尝试通过研发更加高效的植酸处理设备和优化化学试剂配方来降低处理成本；针对植酸本身的酸性对操作人员带来的安全风险，可以采取穿戴防护服、佩戴防护眼镜等措施来加强操作人员的安全保护。
二、植酸植酸钠的基本性质
二、植酸植酸钠的基本性质
植酸植酸钠是一种淡黄色的结晶性粉末，具有吸湿性，不易溶于乙醇，易溶于水。它具有很强的螯合能力，可以有效地螯合食品中的金属离子，如钙、镁、铁、锌等，起到稳定食品体系的作用。此外，它还具有抗氧化性和抗菌性，可以帮助防止食品的氧化和腐败。

铝合金阳极氧化后植酸封闭工艺研究

植酸封闭的氧化膜层容抗半径最大，峰值也最大，且远大于沸水封闭和空白未封闭组，表明植酸封闭的铝合金阳极氧化膜层耐蚀性最好。多孔层的电容电阻是铝合金氧化膜耐蚀性能的评定重点，从上图右为交流阻抗高频区曲线局部放大图，可以看出，植酸封闭的氧化膜多孔层电容电阻最大，沸水封闭的容抗弧比未封闭的有增大，说明沸水封闭比未封闭的氧化膜层耐蚀性好，但封闭效果远不及植酸封闭。
植酸相对分子质量为660.4,分子式为C6H18O24P6。植酸分子中含有能同
金属配合的24个氧原子,12 个羟基
和6个磷酸基。
二、植酸在金属表面处理方面的应用
（1）、植酸分子可以同时与多个金属离子配位 ,未反应磷羟基之间可通过氢键或脱水反应而连接 , 进而形成高交联密度的空间网状植酸 ( 盐 )钝化膜 , 有效地阻止腐蚀介质渗入金属表面 , 从而减缓金属的腐蚀。 Shi makura等,采用植酸盐复配作钝化剂和硅烷偶联剂作附着力促进剂 , 研究了无铬钝化得到的植酸钝化膜的耐蚀性接近于低铬钝化。Wipper mann和 Manov 等采用电化学测量的方法,研究了植酸对镀锌层的钝化作用和机理。（2）、国内对植酸应用于金属钝化剂的研究也比较多,朱传方等研究发现: 对于镀锌层表面的钝化 , 植酸钝化效果抗腐蚀能力优于其他羟基膦酸，植酸是替代无铬钝化比较有实际应用意义的途径之一。采用植酸对钢质传热管进行表面处理,同样可以在金属表面形成致密的钝化层,获得良好的防蚀性能。经过植酸处理的铁片腐蚀率为0.031mm /a,远小于磷酸盐和亚硝酸盐钝化处理的铁片(腐蚀理方面的研究,如植酸配位金属的作用过程及机理等 ,而且绝大部分的观点和机理还只是推测 ,缺乏明确的试验数据。随着植酸钝化工艺的不断研究进步，工艺缺陷问题不断得到解决，植酸封闭膜层的耐蚀性能不断提高。植酸钝化将会成为替代铬酸盐钝化的最主要方法之一。

植酸的工业用途

植酸的工业用途植酸是一种重要的有机磷系添加剂，因其具有独特的生理、药理功能和化性，且源自自然，无毒无害，使之在食品、医药、日用化工、纺织、金属处理、高分子工业、燃料工业和环保等众多领域都有着广泛的应用。

1食品工业方面的应用1.1油脂抗氧化剂在食品工业中，由于植酸优异的抗氧化性能，且安全无毒，是国内外公认的优良的自然食用油脂抗氧化剂。

它的抗氧化机理在于，一是能电离出氢离子与油脂中的游离基反响，从而中断油脂的自动氧化过程;二是其极强的螯合力量，能使油脂中促进氧化的多价金属离子被螯合为稳定的螯合物，使之失去促进氧化的作用。

因此，在油脂的抗氧化中，植酸具有抗氧化剂和增效剂的双重作用。

在植物油中加少量的植酸，即可抑制其氧化和水解酸败。

如在大豆油中添加0.01%~0.2%的植酸，可使大豆油的抗氧化力量提高 4 倍;在花生油中参加少量的植酸，可使其抗氧化力量提高 40 倍，还可抑制具有强致癌作用的黄曲霉素的生成。

1.2食品及果蔬保鲜剂将少量的植酸参加到面包、色拉等食品中，可以增加食品中自然色素和合成色素的稳定性，提高食品保存功和改善食品质量，防止油脂氧化，使其色、香、味保持较长时间而养分不变。

用植酸处理鲜果和蔬菜，可使其保鲜期明显延长。

1.3酒类除金属剂利用植酸的螯合性，可去除酒类、软饮料中的杂质金属离子，增加爽口感。

1.4防腐等特别功能添加剂在食品加工过程中，由于植酸及其代谢物都没有毒性，所以会成为一种比亚硝酸和焦亚磷酸盐更好的防腐剂。

用植酸代替硝酸盐参加酱制品中，可保持色泽，且可避开硝酸盐对人体的危害;参加到鱼虾罐头中，可防止鸟粪石(玻璃结晶 MgNH4PO4。

6H2O)的形成;亦可防止贝类罐头加工过程中生成的H2S 与肉中的铁离子等形成黑色物质。

1.5作为发酵添加剂植酸可促进微生物的生长，在酿酒行业，酵母培育基中以01%的植酸钾代替酸式磷酸钾，可促进酵母增殖，使酒味更加浓郁芳香。

生产核酸调味品时，在培育基中添加 2-20 克/升植酸，可增加 5-腺苷三磷酸的产量。

植酸在金属缓蚀方面的应用

和防护方面的应用，引起了人们的高度重视。本文对
日
植酸或植酸盐对铜及其合金的
缓蚀作用
铜是冷却容器常用材料。在使用过程中，往因往
此进行了介绍，对目前的研究中的某些问题发表了并
看法。
为铜表面被腐蚀而使冷却效果下降，植酸对铜的缓蚀
植酸（ｈｔｃｄ通常以钙、等复盐的形式广ｐｙｃａｉ）ｉ镁
泛存在于植物体中，子式为ＣＨ。Ｐ，对分子分Ｏ相
质量为６００。无毒，溶于水、５％乙醇、６．４易９甘油，微溶于无水乙醇、甲醇，几乎不溶于乙醚、、苯氯仿、水无
第２６卷第３期２１０２年３月
化工８Ｔ１Ｕ
ＣｈｍｉａＩｄｓｒｉｅｅｃＩｎｕｔＴｍｓｙ
Ｖｏ．６，．１２Ｎｏ３Ｍａ．２１ｒ３．０２
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ｏ：０３６／．ｓ．０２—１４２１．３０５ｓ５Ｘ．０２０．１
植酸缓蚀钢铜镁
关键ห้องสมุดไป่ตู้词
ＡｐｉａｉｎｏｙｉｉｎＡｎｉ— ｃｒｏｉｎｆｒＭｅａｓｐｌｔｏｆＰｈｔｃＡｃｄｉｔ — ｏｒｓｏｏｃｔｌ
ＷａｇＷｅｌＷａｇＧｕｑｎｎｉｉｎｉｉｇ
植酸或植酸盐对钢铁的缓蚀作用
植酸对钢铁、及铜合金等金属的缓蚀作用，铜徐群杰等进行了综合评述。植酸作为钢铁的缓蚀剂，可是在盐酸、化钠等溶液中，可以在气相中，氯也其缓蚀效率都良好，与其它表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠（ＤＳ及聚乙二醇辛基苯基醚（ＯＥ等ＳＢ）ＰＰ）

金属防锈的选用

植酸在金属表面处理中的应用1、低氰镀锌液植酸在较宽PH值范围内能与各种二价及二价以上的金属形成稳定的络合物。

利用植酸这个特性，目前的发达国家已将植酸替代氰化钠用于碱性低氰镀锌。

过去的碱性镀锌液是含有80-130g/L的高浓度的碱性氰化钠溶液，这种电镀液，同于含有大量剧毒物质氰化钠，对环境造成严重的危害，而导致废水处理费用大，电镀产品成本增高。

下面介绍一种低氰含量镀液配方，可明显降低环境污染，改善电沉积均匀性和电镀层物理性质，以及解决目前电镀槽管理上的诸多问题。

（1）镀液组成：氧化锌10g/L，氰化钠10g/L，苛性钠70g/L.（2）镀液添加剂配方：植酸0.15g/L，聚乙烯亚胺0.2g/L，胡椒醛0.3g/L.使用本工艺配方施镀，可以得到光洁度好、镀层致密、电流密度范围宽、具有综合优性能的镀层。

2、无络镀锌钝化液铬酸盐是有毒物质，80年代以来人们纷纷开始对镀锌层进行无络化研究，实验证明，以植酸复配的缓蚀添加剂，替代铬酸盐进行钝化处理，膜层具有很好的缓蚀性能。

（1）钝化液配方硅酸钠（40%）40g/L，硫酸（98%）3g/L；过氧化氢（38%）40g/L，硝酸（10%）5g/L，PH值2-3.（2）缓蚀添加剂HEDP（50%）5g/L,NTP(50%)5g/L,EDTMP(50%)5g/L,植酸5g/L。

（2）钝化液配制：将40%的硅酸钠缓慢加入水中，边加边搅拌，然后慢慢加入稀释的硫酸溶液，最后依次加入过氧化氢、硝酸、缓蚀添加剂。

（3）工艺流程镀锌片——冷水洗——钝化中浸渍10--20s——冷水冲洗——烘干或吹干。

经上述工艺对镀锌层进行钝化处理，能明显延缓纯化膜的腐蚀，这是由于植酸有6个活性磷酸基，可与多个锌离子螯合，形成单分子致密防护膜，加强了钝化膜的抗腐蚀性能。

3、化学镀中络合剂在化学镀中，络合剂的使用直接影响响镀液的稳定性、使用寿命和沉积速度，以植酸为络合剂配制的Ni-p化学镀液沉积速度＞20µm/h,而溶液寿命可达8个循环以上。

植酸

植酸是水溶性介质中铜、锡、锌和钢等金属材料的优良缓蚀剂。

电化学法测定表明,植酸及其盐是比铜材常用缓蚀剂苯并三唑及其衍生物更为有效的铜腐蚀阻止剂。

铜的点蚀在供水系统和制冷系统中十分常见,加入植酸能十分有效地阻止这种腐蚀。

有人模拟热水供应系统, 测定了铜管内表面腐蚀电位。

当水中含Ｃｌ-3ｍｇ/Ｌ,60°Ｃ, 铜的点蚀电位为+150ｍＶ(ｖｓＳＣＥ), 如向水中加入植酸, 腐蚀电位突然降低, 再加入Ｃｌ-亦是如此, 此时, 铜管表面为一层兰绿色物质所覆盖。

当热水中的植酸浓度维持在0.01%～0.1%时, 就能抑制热水供应系统中铜管的腐蚀。

植酸及其盐不仅能阻止供水系统中铜材的腐蚀, 还能有效地阻止制冷系统中铜材的腐蚀, 如向制冷剂中加入0.1%Ｎ2Ｈ4和1%的植酸就能阻止铜的腐蚀, 腐蚀损失率仅为1.28×10-7ｇ/ｍ2·ｈ。

植酸及其盐对铜合金亦有较强的抗蚀能力。

对黄铜腐蚀行为进行研究, 发现在ｐＨ值为4.43的ＨＡｃＮａＡｃ缓冲的0.5ｍｏｌ/ＬＮａＣｌ空气饱和的水溶液中,阻止铜、锌溶解能力为:植酸>硫代乙醇酸>苯并三唑。

植酸及其盐对铜及其合金的缓蚀作用与介质的ｐＨ值有一定关系。

在硼酸及其钠盐水溶液中,当ｐＨ>0.2时,植酸对铜和铜锌合金均有缓蚀作用, 当ｐＨ<9.2时, 只对铜有缓蚀作用, 而对铜锌合金不仅没有缓蚀作用, 反而会加快腐蚀。

如用植酸钙盐作缓蚀剂, 对铜和铜锌合金在各种ｐＨ值范围内均有缓蚀作用。

植酸在金属表面处理中的应用

植酸在金属表面处理中的应用植酸亦称环己六醇六磷酸脂, 是从粮食作物中提取的天然无毒化工产品, 植酸特殊的分子结构及理化性能, 决定了其在金属表面处理中的重要应用价值。

尤其是在环境保护日益强化的今天, 植酸产品在金属表面处理中必将占有极其重要的位置。

1. 植酸的防护机理植酸分子量为660, 分子式为Ｃ6Ｈ18Ｏ24Ｐ6。

植酸分子中含有六个磷酸基, 故易溶于水，具有较强的酸性。

植酸分子中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基。

因此, 植酸是一种少见的金属多齿螯合剂。

当与金属络合时 ,易形成多个螯合环, 所形成的络合物稳定性极强 ,即使在强酸性环境中, 植酸也能形成稳定的络合物。

植酸分子结构中6个磷酸基只有一个处在ａ位, 其它5个均在ｅ位上, 其中有4个磷酸基处于同一平面上。

因此,植酸在金属表面同金属络合时, 易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜, 能有效地阻止Ｏ2等进入金属表面, 从而抵抗了金属的腐蚀。

植酸处理后的金属表面由于形成的单分子有机膜层同有机涂层具有相近的化学性质, 同时还由于膜层中含有的羟基和磷酸基等活性基因, 能与有机涂层发生化学作用。

因此, 植酸处理后的金属表面与有机涂料有更强的粘接能力。

利用植酸的上述特殊性能, 我们将植酸应用于金属防腐、常温磷化、无铬钝化等工艺中,取得良好的效果。

2.植酸在金属表面处理中的应用2.1低氰碱性镀锌液的添加剂除一价金属外,植酸能和所有二价及二价以上的金属离子结合成植酸盐, 具有在较宽ｐＨ值范围内能与各种金属离子络合作用的特性。

同时, 植酸或其盐类可代替氰化钠进行低氰或无氰电镀, 不仅能大幅度提高产品质量, 降低生产成本, 还能明显降低环境污染。

植酸替代氰化钠用于碱性低氰镀锌是很好的例子。

在碱性镀锌液中, 添加一种或二种以上的植酸或植酸盐和一种或二种以上的水溶性高分子化合物, 及一种或二种以上的芳香醛组合成复合添加剂。

镀液组成为:氧化锌10ｇ/Ｌ,氰化钠10ｇ/Ｌ,苛性钠70ｇ/Ｌ, 植酸0.15ｇ/Ｌ, 聚乙烯亚胺0.2ｇ/Ｌ, 胡椒醛0.3ｇ/Ｌ,25°Ｃ,2Ａ/ｄｍ2。

植酸在金属表面处理中的现状

植酸在金属表面处理中的现状作者：李青竹来源：《现代营销·营销学苑》2012年第04期摘要：植酸是一种新型的防护金属腐蚀的螯合物。

植酸与金属络合后，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，能有效阻止氧气与金属基体接触，从而达到耐蚀的目的。

同时,该保护膜中的羟基、磷酸基等活性基团，能与有机涂层发生化学作用，因此，经植酸处理后的金属表面与有机涂层有良好的附着力。

对环境友好的植酸化合物自组装修饰于铜基电极表面，进行了电化学极化曲线实验,获得了最佳组装实验条件。

关键词：植酸金属处理植酸是从粮食作物中提取的天然的无毒化合物，它的化学名称为环己六醇六磷酸酯，由于它的分子中有6个磷酸基，是一种少见的金属多齿鳌合物。

植酸与金属络合后，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，能有效阻止氧气与金属基体接触，从而达到耐蚀的目的。

同时，该保护膜中的羟基、磷酸基等活性基团，能与有机涂层发生化学作用，因此，经植酸处理后的金属表面与有机涂层有良好的附着力。

一、植酸在镁-锂合金上的应用镁-锂合金是一种新型的、最轻的金属结构材料，除了具有一般镁合金的高比刚度、高冲击韧度、良好切削加工性等优点外，还具有密度小、塑性高、优良的电磁屏蔽及抗震性等特点。

镁-锂合金最初用在宇宙飞船、航天飞机、火箭等重要装备上，上世纪90年代以来，才被广泛应用在汽车、医疗器械和3C电子产品等方面。

然而，镁-锂合金的耐蚀性能很差，限制了它的进一步应用。

因此，研究提高镁-锂合金耐蚀性具有重要的现实意义。

将植酸加入到阳极氧化过程使用的基本电解液中，在镁-锂合金表面制得了阳极氧化膜。

讨论了植酸的质量浓度对氧化膜表面形貌和耐蚀性能的影响。

采用浸渍法，室温下在以植酸为主要成分的水溶液中制备了镁表面的耐蚀性转化膜，膜层制备后自然沥干，不需水洗。

整个工艺过程中无废水及废气排放。

利用正交试验分析了多因素对镁植酸转化膜耐蚀性影响，探明了膜层形成的最佳条件。

结果表明，在处理液中主要成分植酸的质量分数为3%、pH值2.5~3.5、反应时间7 min的条件下制备的膜层具有最佳的性能，并对膜层的微观形貌进行了表征。

植酸的用途及生产工艺

植酸的用途及其生产工艺一．植酸的用途植酸化学名：肌醇六磷酸酯，环已六醇六磷酸酯，分子式：C6H18O24P6分子量： 660.04。

植酸为无色或微黄色粘稠液体，易溶于水、乙醇、丙酮，几乎不溶于无水乙醚、苯、乙烷、氯仿，是一种重要的有机磷系列添加剂，具有独特的生理功能和化学性质。

作为螯合剂、抗氧化剂、保鲜剂、护色剂、水的软化剂、发醇促进剂、金属防腐防蚀剂等广泛用于食品、医药、油漆涂料、日用化工、金属加工、纺织工业、塑料工业及高分子工业等行业领域。

植酸是一种极罕见的金属螯合剂，当与金属络合时，易形成多个螯合环，所形成的络合物在广泛的pH值范围内皆具有极强的稳定性，即使在强酸环境中，也能形成稳定的络合物。

植酸在金属表面同金属络合时，易形成一层致密的单分子有机保护膜，能有效地阻止O2等进入金属表面，从而抑制金属的腐蚀，同时由于膜层与有机涂料具有相近的化学性质，并含有羟基和磷酸基等活性基团，能与有机涂料发生化学作用，因此植酸处理过的金属表面与涂料有更强的粘接性能。

（一）、在食品工业上的应用1: 有很好的保鲜作用。

作为绿色天然无毒防腐保鲜剂。

2：优秀的抗氧化性能：提高面类食品和食用油的存放保持时间。

3：良好的风味：饮料中加入植酸，可达到快速解渴的目的；并改善口感。

（二）、在医药工业上的应用1：植酸本身用作药物，具有独特的药理和生理功能。

2：由植酸制成的药物，具有独特的功效，能预防和治疗各种疑难症状。

3：植酸可用于制造医药的原料和添加剂。

4：植酸是一些疾病诊断器机械工业的优良助剂。

5：植酸的亲水胶质，也作为一种X射线的对照剂改善酸钡的效率。

（三）、在金属表面处理和防腐上的应用1：用植酸盐处理金属表面；能防腐：而且还改进了金属与涂料的粘结性能。

2：用于涂料添加剂，可提高漆膜硬度、韧性和防腐能力。

3：在硬水中添加植酸，可使水软化，防止锅膛结垢。

4：在润滑油中加入植酸，能有效地抑制轴承的腐蚀。

5：用植酸配制的电镀液无毒，（四）、在化学工业上的应用1：植酸具有很强的螯合能力，是理想的螯合剂。

纯镁超声微弧氧化—植酸—丝素蛋白多级复合涂层的研究

毕业论文（设计）论文题目纯镁超声微弧氧化—植酸—丝素蛋白多级复合涂层的研究学院材料科学与工程年级专业学生姓名学号指导教师---教授佳木斯大学摘要镁及镁合金具有密度低、比强度和比刚度高等优点，又具有一定的可降解性和生物相容性，使其在生物医学及工业领域具有良好的应用前景。

然而由于在体内耐蚀性差，降解速率过快使其进一步的发展和应用受到了限制。

在表面改性技术中，微弧氧化操作简单，无污染，生成的膜层均匀致密，与基体结合良好，提高镁合金的耐蚀性。

但微弧氧化陶瓷层存在着大量的微孔，成为腐蚀介质到达基体的通道，影响陶瓷层的耐蚀性。

本文提出纯镁超声微弧氧化(简称UMAO)—多级组装复合处理新方法，即在硅酸盐电解液体系中对纯镁进行超声微弧氧化处理后，进行UMAO—植酸—丝素蛋白溶液复合处理，以期望获得内外孔隙可控，并具有良好骨诱导性、耐蚀等性能的新型生物活性复合涂层材料，同时选出最优的UMAO—植酸—丝素蛋白处理时间。

研究纯镁超声微弧氧化浸渍复合处理的工艺，采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDAX)，研究超声辅助微弧氧化涂层不同复合处理机理，测定涂层结合强度、摩擦磨损性能、表面接触角、电化学腐蚀及模拟体液浸泡类骨磷灰石的生成。

纯镁微弧氧化—植酸—丝素蛋白实验结果表明：UMAO—植酸—1.5h丝素蛋白处理时，表面生成一层均匀致密的涂层。

单一UMAO涂层平均结合力为2.9N，复合处理后涂层平均结合力在3.3N-4.35N，且UMAO—植酸—1.5h丝素蛋白处理时提高的最大。

不同时间UMAO—植酸—丝素蛋白处理的涂层耐蚀性均优于单UMAO涂层，耐蚀性最好的是UMAO—植酸—1.5h丝素蛋白处理。

因此，UMAO—植酸—1.5h丝素蛋白处理有较优异的力学性能及耐蚀性能。

关键词：医用纯镁；微弧氧化；耐蚀性；植酸；丝素蛋白AbstractMagnesium and magnesium alloys with low density, specific strength and stiffness than higher advantages, but also has certain degradability and biocompatibility, make its in biomedical and industrial field has a good application prospect. However, due to the difference of corrosion resistance in the body, the degradation rate of too fast to its further development and application is limited.In the surface modification, micro-arc oxidation, simple operation, no pollution, generate uniform membrane layer, combined with the matrix is good, improve the corrosion resistance of magnesium alloys.But there are a lot of micro arc oxidation ceramic layer microporous, become channels of corrosive medium to matrix, and affect the corrosion resistance of ceramic layer.Search Engine Marketing(SEM), Energy Dispersive Spectrometry(EDAX), the phase structure, the contact angle, adhesion force, electrochemical corrosion and friction coefficient of the UMAO-composite coatings on pure magnesium. The technology and the treatment mechanism of different UMAO-composite coating were discussed. The formation of the bone-like apatite on coatings were analyzed after immersed in simulated body fluid.In this paper, the pure magnesium ultrasonic micro-arc oxidation (hereinafter referred to as UMAO) - assembling multistage compound processing of new methods, namely in silicate electrolyte fluid system of pure magnesium ultrasound after micro-arc oxidation treatment, phytic acid treatment, phytic acid, silk fibroin solution composite processing, pore controlled to expect inside and outside, and have good bone inductivity and corrosion resistant performance of new bioactive composite coating material, at the same time, choose the optimal UMAO, phytic acid, the optimal parameters of silk fibroin processing.Pure magnesium, micro-arc oxidation, phytic acid, the silk fibroin experiment results show that the silk fibroin UMAO - phytic acid - 1.5 h processing, generate a uniform layer of membrane surface layer.Single UMAO coating binding force is 2.85 N, composite coating binding force after processing in 3.3 N, and UMAO - phytic acid - 1.5 h to raise the largest silk fibroin processing. Different time UMAO, phytic acid,silk fibroin coating corrosion resistance is superior to single UMAO coating, corrosion resistance is one of the best UMAO - phytic acid - 1.5 h silk fibroin processing.So UMAO - phytic acid - 1.5 h silk fibroin processing has more excellent mechanical properties and corrosion resistance.Key words: medical pure magnesium;Micro-arc oxidation;The corrosion resistance; phytic acid; processing摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1选题的背景 (1)1.2文献综述 (2)1.2.1镁合金生物医用简介 (2)1.2.2生物医用镁合金微弧氧化的研究及发展现状 (3)1.2.3植酸成膜的特点及发展现状 (5)1.2.4丝素蛋白的发展及应用 (7)1.3研究的目的及意义 (8)1.3.1研究的目的 (8)1.3.2 研究的意义 (9)1.4课题的提出与内容 (9)1.4.1微弧氧化处理存在问题 (9)1.4.2植酸封孔的引入 (10)1.4.3UMAO—植酸—丝素蛋白成膜的提出 (10)第2章实验方法 (11)2.1实验材料及设备 (11)2.1.1材料准备 (11)2.1.2实验设备 (11)2.2实验方法 (12)2.2.1微弧氧化 (12)2.2.2丝素蛋白的提取 (12)2.2.3植酸处理 (12)2.2.4丝素蛋白处理 (12)2.3分析测试方法 (12)2.3.1涂层表面物理性能的分析方法 (12)2.3.2涂层表断面及元素的分析方法 (13)2.3.3涂层力学性能的分析 (13)2.3.4耐蚀性测试 (13)第3章实验结果及分析 (15)3.1涂层物理性能的研究 (15)3.1.1处理前后涂层重量的变化 (15)3.1.2处理前后涂层厚度与粗糙度分析 (16)3.1.3UMAO—植酸—丝素蛋白处理涂层润湿性的分析 (16)3.2涂层表断面及元素的分析 (18)3.2.1涂层表面及元素的分析 (18)3.2.2涂层表面红外光谱分析 (19)3.2.3涂层断面及元素的分析 (20)3.3涂层表面力学性能分析 (22)3.3.1摩擦磨损实验分析 (22)3.3.2结合力的实验分析 (24)3.4耐蚀性的分析 (26)3.4.1电化学实验的分析 (26)3.4.2模拟体液实验分析 (29)第4章总结 (34)致谢 (35)参考文献 (35)第1章绪论1.1选题的背景随着骨缺损等创伤的增加及人类生活水平的提高，对用于硬组织替代和骨固定、修复等生物材料的要求越来越高，因其植入引起的体内细菌感染及摩擦磨损和腐蚀降解所引起的置换关节松动等问题也逐渐引起人们的注意。

植酸界膜剂产品介绍

植酸界膜剂产品介绍环保型金属防腐蚀前处理新材料—植酸界膜剂一、产品简介：青岛格瑞烯金属防护科技有限公司依托山东大学腐蚀电化学专家马厚义教授团队在多年金属腐蚀防护的研究成果，利用环境友好型植酸易于在金属表面吸附成膜的特点，经改性处理后通过辅以适量匹配的钝化剂、缓蚀剂、络合剂以及石墨烯基纳米助剂，成功开发出绿色环保、价格低廉、性能优异、使用方便的金属表面预处理界膜剂，该产品经大比例稀释配制工作液可直接替代磷化液，在经过浸泡或喷淋工艺处理后即可在各类钢材表面形成一层化学缓蚀界面膜。

与传统磷化膜相比，该界面膜同样具备良好的耐腐蚀性能，而且与金属外涂装层之间的结合力也显著增强，各项性能指标均达到或超过行业国家标准，可实现无需排放、经济可靠的金属前处理行业清洁生产。

二、环境影响：界膜剂是水相环境中是以自吸附方式在金属表面均匀成膜，避免了磷化作业沉积成膜的工艺模式，所以在使用过程中不会形成磷酸盐沉积，也就避免了作业中废液沉渣的定期排放（工作池中也不会形成顽固沉积，改善了现场环境，降低了工人劳动强度），只需每半年或一年清理一次池底铁渣等杂物即可；工作液根据工件加工量定期添加界膜剂即可实现循环生产，并可长期稳定保存使用，避免了硅烷陶化材料因不稳定易失效而需要更换和排放的缺陷。

金属工件使用界膜剂成膜后可按进行水冲洗，并可根据用户工况自然晾干或烘干。

界膜剂主要成分高分子磷酸酯类材料是一种从植物里提炼的绿色原料，也是一种食品添加剂，石墨烯基助剂是经过氧化改性、富含含氧基团的二维碳材料；界膜剂还包含一定量的盐类钝化剂、络合剂和缓释剂，公司在界膜剂原材料选取中优先考虑对环境的影响，许多性能优异的原材料因为不利于环境而被放弃（特别是含重金属成分），即使选用的原材料也优先考虑食品级和医药级产品，所以界膜剂原液（按升）经SGS检测重金属含量主要为微克级，只有镉和铅含量是毫克级。

因为界膜剂工作液是循环使用而无需排放，所以公司在用户使用过程中取水洗液（待排放）经SGS检测，检测结果镉、铅含量均为无检出，可以得出界膜剂使用生产中可实现无重金属排放的结论。

植酸在气相金属防锈包装中的应用(二)

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
植酸在气相金属防锈包装中的应用（二）
每天工作8H，然后停止运转16H，24H为一周期。

7周期后试验结束。

湿热试验：将试片用防锈纸包好后，挂在湿热箱内，在49±1℃的温度和
相对湿度大于95%的条件下，每天工作8H然后停止运转16H，24H为一周期。

7周后试验结束。

二、实验结果
1.气相快速甄别试验
通过在植酸溶液中加入氨水后不同PH值的气相快速甄别试验来确
定植酸作为气相缓蚀剂时的最佳PH值。

1B植酸溶于10ML水后，其PH值为1.15，酸性较强，加入氨水时，溶液颜色由淡黄色变为深褐色，同时伴
随放热现象。

这表明有化学反应发生，生成了植酸氨盐。

用植酸作为气相
防锈纸缓蚀剂，在自然状态下，24H之内就有点蚀发生，用氨水调其PH值为7时，在96h内有点蚀发生。

当PH值为９时，在试验周期内有良好的
气相缓蚀性能。

所以用植酸作气相缓蚀剂时，用氨水调PH值为9左右，
才能发挥其良好的气相缓蚀性能。

这表现氨化后的植酸气相缓蚀性能强。

2.腐蚀失重试验
腐蚀失重试验的目的是为了研究涂布量和失重率之间的关系。

根据
（气相快速甄别试验）的试验结果，将植酸溶液的PH值用氨水调至9左右，进行腐蚀失重试验。

得出植酸是一种危险型气相防锈包装纸缓蚀剂，
当涂布量低于15B/M2或大于30B/M2时，在24H内就有点蚀发生，气相缓蚀效果比较差，失重率较大。

所以用植酸作气相防锈纸缓蚀剂时，涂布量
范围应控制在15～30B/M2之间。

专注下一代成长，为了孩子。