缓蚀剂的种类机理及应用优秀课件
缓蚀剂原理
缓蚀剂原理冀衡药业酸洗缓蚀剂产品部在电解质溶液中，金属的腐蚀过程服从电化学过程，因此腐蚀的发生存在着阴极反应与阳极反应。
阴极反应对应的是去极化剂接受电子的过程，最常见的两种去极化剂为氢质子与氧气，而阳极反应对应的是金属的溶解过程。
从腐蚀电化学原理分析，缓蚀剂加入后使得腐蚀反应的阳极过程或者阴极过程受到抑制, 有些缓蚀剂可以同时抑制腐蚀反应的阴极与阳极过程。
大多数无机型缓蚀剂主要使用在中性或偏碱性的介质环境中，它们通常对电极的阳极过程有显著的抑制作用，通过使金属表面钝化或者在金属表面形成沉积膜进而起到缓蚀作用。
随着缓蚀剂应用的发展,无机缓蚀剂的使用并未局限在中性或碱性介质中，如在酸性介质中添加碘化物、亚铜、亚锑盐后，能显著增强有机缓蚀剂的作用效果。
有机缓蚀剂在酸性介质中的使用非常广泛，它们通过物理或化学作用力吸附在金属表面，通过改变双电层结构，提高腐蚀反应活化能以及将腐蚀介质与金属基体隔离，进而抑制腐蚀速率，有机缓蚀剂在中性介质中也取得了成功的应用，如有机磷酸盐、苯钾酸盐、咪唑啉在工业水和油田污水处理的应用。
1.无机缓蚀剂作用机理根据腐蚀电化学原理，通过考察无机缓蚀剂对电极阴阳极的抑制效果，无机缓蚀剂的作用机理可以归纳为阴极型、阳极型、混合型。
(1)阳极抑制机理图阳极抑制型缓蚀剂作用曲线图图为阳极抑制型钝化剂作用原理图，当介质中存在阳极抑制型缓蚀剂时，极化曲线阳极部分从活化区转为钝化区，使得腐蚀电流密度显著降低，而极化曲线的阴极部分并没有显著的改变。
(2) 阴极型缓蚀剂图l-1(a) 所示的极化曲线阐明了阴极型缓蚀剂的作用机理，从图中可以发现，介质中有阴极型缓蚀剂存在时，极化曲线的阴极部分塔菲尔斜率明显增加，而阳极部分塔菲尔斜率却没有改变，这说明阴极型缓蚀剂主要增加了电极的阴极极化过程，这使得金属的开路电位以及腐蚀电流密度均下降。
阴极型缓蚀剂可以通过在金属表面的阴极区成膜来增加阴极极化过程，也可以通过提高阴极反应的过电位从而抑制阴极反应，而在中性介质中，阴极过程主要为氧去极化过程为，因此也可以通过吸收体系中的氧来增加阴极反应的极化，根据阴极型缓蚀剂的不同作用原理，其可以进一步细分为以下几种：A.成膜类阴极型缓蚀剂。
金属防锈-第二章-缓蚀剂及其应用
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原理 • 这种缓蚀剂加入润滑油中还能改值它们的润滑性能， 阻抑金属表面催化润滑油的氧化过程，使润滑油的热 氧化稳定性提高。
注意 • 制备缓蚀剂石油磺酸钡的原油分子量在300-470之间， 并多含有长烷侧链的芳香烃，长侧链的碳原子数在24 左右为好，这样的石油磺酸钡油溶性和防锈性都较好 。
• 它常与石油磺酸钡或二壬基磺酸钡复合使用，可以 获得强化效果。 • 也常用它配制长期封存的防锈油，由于其油溶性、 稳定性好，特别适用于发动机内部长期封存用。
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、 、
4、硬脂酸铝 • 基础性质 • 白色粒状或粉末状固体 ,硬脂酸铝可分为单、 双、叁硬脂酸铝，其化学式可分别表示为：
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二、水溶性缓蚀剂作用机理 1、生成致密氧化膜： 与金属发生作用，并在金属表面生成不溶 性的致密氧化物薄膜，从而阻止了金属的阳极 过程 ，起到缓蚀作用。 缓蚀剂能很好地吸附在金属表面上，占据 了金属晶格中最活泼的位置，从而降低了金属 的反应活力。
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三、缓蚀剂作用影响因素 1、浓度的影响
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2、温度的影响 第一种情况是在较低的温度范围内缓蚀效率很 高，当温度升高时，缓蚀效率变显著降低。
缓蚀剂添加量 （盐酸中氯化氢含量 的﹪） 3﹪沈1—D、 0.05﹪As2O3
2 腐蚀率 g / m h
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5、环烷酸锌（704） • 基本性质 • 纯净优质的产品是淡黄色透明的粘稠液， 但一般常呈黑色胶状；从结构上讲，环烷酸为 带有五环和六环烷烃同系物的混合物 ：
金属缓蚀剂
第十一讲 金属缓蚀剂陈旭俊 徐瑞芬缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。
缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。
缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。
一、缓蚀剂的分类缓蚀剂的品种繁多，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。
常见到的分类方法有以下几种。
1.按缓蚀剂作用的电化学理论分类(1)阳极型缓蚀剂 通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。
例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。
一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。
(2)阴极型缓蚀剂 通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。
例如ZnSO 4、Ca(HCO 3)2、As 3+、Sb 3+可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As 、Sb 覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。
(3)混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。
例如含氮和含硫的有机化合物。
2.按化学成分分类(1)无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。
(2)有机缓蚀剂，如胺、硫脲、乌洛托品等。
3.按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类(1)氧化膜型缓蚀剂通过使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀的物质。
例如，铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠等。
由于它们具有钝化作用，故又称为钝化剂。
(2)沉淀膜型缓蚀剂由于与介质中的有关离子反应并在金属表面生成有一定保护作用的沉淀膜，从而阻滞金属腐蚀的物质。
例如在中性介质中的硫酸锌、聚磷酸钠、碳酸氢钙等。
(3)吸附膜型缓蚀剂能吸附在金属表面形成吸附膜从而阻滞金属腐蚀的物质。
2--缓蚀剂
第2 章 缓蚀剂
第2 章 缓蚀剂
（2）酸性介质中的缓蚀剂 ） 该类缓蚀剂一般用于金属除锈及除氧化皮的酸洗过程中， 故称酸洗缓蚀剂。 该类缓蚀剂的作用是在酸溶解金属上的氧化皮、锈蚀产 物的同时，抑制酸对金属基体的溶解。酸洗缓蚀剂的缓蚀 效率按照下式计算：
不用缓蚀剂时的腐蚀速 度 − 使用缓蚀剂的腐蚀速度 不用缓蚀剂时的腐蚀速 度
第2 章 缓蚀剂
（3）油溶性缓蚀剂 ） 结构： 结构：油溶性缓蚀剂分子结构的特点是不对称性，一 般由极性和非极性的两个基团构成。常见的极性基团有
− OH ,−COOH ,− SO3 H ,− NH 2
它们与金属、水具有很强的亲和力；非极性基团主要 是烃基，具有亲油憎水性。因此，当油溶性缓蚀剂与金属 接触时，会发生缓蚀剂分子在油—金属界面的定向吸附。 — 作用机理： 作用机理：有两种理论 a：成膜理论：该理论认为，缓蚀剂分子吸附在金属表 ：成膜理论： 面后，会与金属发生化学反应，生成难溶于水的钝化膜 （相膜），从而阻滞了腐蚀电池的电极过程。如BTA即属 于该类。
第2 章 缓蚀剂
一般金属为弱的电子接受体，称为软酸；而高价的金属阳 离子如Fe3+，AL3+成为硬酸，电负性较强的F、O、N化合 物中的阴离子为强的电子给予体，为硬碱，电负性较小的 S、P、Br、I等化合物的阴离子则为软碱。 硬酸与硬碱形成物理吸附，软酸与软碱形成化学吸附。 （Ｂ）化学吸附： 大部分有机缓蚀剂分子中，含有以氧、氮、硫、磷为 中心原子的极性基团，具有一定的供电子能力。两者可以 形成配位反应而发生化学吸附。该吸附具有明显的吸附选 择性。过程为不可逆，受温度影响小。化学吸附多为抑制 阳极反应。
第2 章 缓蚀剂
（2）阴极型缓蚀剂： ）阴极型缓蚀剂： 酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸锌、砷离子、锑离子等， 能使阴极过程减慢，增大酸性溶液中氢析出的过电位，使 腐蚀电位向负移动。此类缓蚀剂是“安全型缓蚀剂” 作用过程：a成膜型阴极缓蚀剂，腐蚀过程在研究生成 的OH-与缓蚀剂反应生成的不溶性物质使金属表面形成膜 层，阻碍阴极反应。（硫酸锌，碳酸氢钙及镁，锰等钢铁 缓蚀剂）；b增加氢离子放电过电位的缓蚀剂，在酸性溶 液中砷离子、锑离子等在金属表面析出时，提高了氢离子 放电的过电位而抑制氢离子的还原反应。 （3）混合型缓蚀剂： ）混合型缓蚀剂： 同时抑制阳极反应及阴极反应，例如含氮、含硫以及 既含氮有含硫的有机化合物、琼脂、生物碱，硅酸钠，铝 酸钠等。
缓蚀剂原理
缓蚀剂原理-------冀衡药业酸洗缓蚀剂产品部在电解质溶液中，金属的腐蚀过程服从电化学过程，因此腐蚀的发生存在着阴极反应与阳极反应。
阴极反应对应的是去极化剂接受电子的过程，最常见的两种去极化剂为氢质子与氧气，而阳极反应对应的是金属的溶解过程。
从腐蚀电化学原理分析，缓蚀剂加入后使得腐蚀反应的阳极过程或者阴极过程受到抑制，有些缓蚀剂可以同时抑制腐蚀反应的阴极与阳极过程。
大多数无机型缓蚀剂主要使用在中性或偏碱性的介质环境中，它们通常对电极的阳极过程有显著的抑制作用，通过使金属表面钝化或者在金属表面形成沉积膜进而起到缓蚀作用。
随着缓蚀剂应用的发展，无机缓蚀剂的使用并未局限在中性或碱性介质中，如在酸性介质中添加碘化物、亚铜、亚锑盐后，能显著增强有机缓蚀剂的作用效果。
有机缓蚀剂在酸性介质中的使用非常广泛，它们通过物理或化学作用力吸附在金属表面，通过改变双电层结构，提高腐蚀反应活化能以及将腐蚀介质与金属基体隔离，进而抑制腐蚀速率，有机缓蚀剂在中性介质中也取得了成功的应用，如有机磷酸盐、苯钾酸盐、咪唑啉在工业水和油田污水处理的应用。
1.无机缓蚀剂作用机理根据腐蚀电化学原理，通过考察无机缓蚀剂对电极阴阳极的抑制效果，无机缓蚀剂的作用机理可以归纳为阴极型、阳极型、混合型。
(1)阳极抑制机理图1.2阳极抑制型缓蚀剂作用曲线图图1.2为阳极抑制型钝化剂作用原理图，当介质中存在阳极抑制型缓蚀剂时，极化曲线阳极部分从活化区转为钝化区，使得腐蚀电流密度显著降低，而极化曲线的阴极部分并没有显著的改变。
(2)阴极型缓蚀剂图l-1(a)所示的极化曲线阐明了阴极型缓蚀剂的作用机理，从图中可以发现，介质中有阴极型缓蚀剂存在时，极化曲线的阴极部分塔菲尔斜率明显增加，而阳极部分塔菲尔斜率却没有改变，这说明阴极型缓蚀剂主要增加了电极的阴极极化过程，这使得金属的开路电位以及腐蚀电流密度均下降。
阴极型缓蚀剂可以通过在金属表面的阴极区成膜来增加阴极极化过程，也可以通过提高阴极反应的过电位从而抑制阴极反应，而在中性介质中，阴极过程主要为氧去极化过程为，因此也可以通过吸收体系中的氧来增加阴极反应的极化，根据阴极型缓蚀剂的不同作用原理，其可以进一步细分为以下几种：A.成膜类阴极型缓蚀剂。
无机缓蚀剂
无机缓蚀剂摘要：一、无机缓蚀剂的定义与作用二、无机缓蚀剂的分类1.按照成分分类2.按照缓蚀机理分类三、无机缓蚀剂的应用领域1.金属材料的防护2.工业设备的防腐四、无机缓蚀剂的发展趋势与展望正文：无机缓蚀剂是一种用于抑制金属材料腐蚀的化学物质，通过与金属表面形成保护膜，降低金属与腐蚀介质的接触，从而减缓金属的腐蚀速度。
无机缓蚀剂具有成本低、效果显著、使用方便等优点，广泛应用于各个领域。
根据成分，无机缓蚀剂可分为以下几类：1.氧化锌：具有良好的缓蚀性能，适用于各种水质和金属材料。
2.氢氧化铝：适用于水质较硬的场合，对碳钢、不锈钢等金属材料具有较好的缓蚀效果。
3.硅酸盐：主要用于炼油、化肥等工业领域的设备防腐。
按照缓蚀机理，无机缓蚀剂可分为以下几类：1.阳极保护：通过自身作为阳极，吸引金属材料表面的电子，从而保护金属材料不被腐蚀。
2.阴极保护：在金属表面形成保护膜，降低金属与腐蚀介质的接触，从而减缓金属的腐蚀速度。
无机缓蚀剂广泛应用于以下领域：1.金属材料的防护：在钢铁、铜、铝等金属材料的表面处理过程中，使用无机缓蚀剂可以提高金属材料的耐腐蚀性能。
2.工业设备的防腐：在石油、化工、化肥等工业领域，设备经常受到腐蚀的威胁，使用无机缓蚀剂可以有效延长设备的使用寿命。
随着科技的进步，无机缓蚀剂的研究和应用将越来越深入。
未来，无机缓蚀剂的发展趋势主要表现在以下几个方面：1.绿色环保：随着环保意识的加强，无机缓蚀剂的研究将更加注重绿色、环保，降低对环境和人体健康的影响。
2.高效缓蚀剂：研究人员将继续开发具有更高效缓蚀性能的新型无机缓蚀剂，满足各个领域的防腐需求。
3.复合缓蚀剂：将多种无机缓蚀剂进行复合，发挥各自的优势，实现更好的缓蚀效果。
缓蚀剂
盐水溶液 低熔点液体
缓蚀剂的类型：—按保护对象分类
• 铜缓蚀剂： • 铝缓蚀剂： • 锌缓蚀剂：
• 铁缓蚀剂：
• ……
实际应用对缓蚀剂的要求
• 高缓蚀效率： • 低商品价格： • 广原料来源： • 快缓蚀效果：
一般要求！
• 长使用寿命：
• 易表层修复： • 小环境污染； • 少附带影响。
化学稳定性好 缓蚀剂形成的保 护膜容易修复 缓蚀剂的使用不影 响基体材料的性质
导体的 电阻率
R
l S
l 2d M
阻变化。
试样的横截面积
腐蚀产物的？ 或是金属的？
反应电流与腐蚀电流
电化学反应
nF nF nF i i o expRT h exp RT h i icorr exp nF h exp RT h RT
腐蚀过程
fa f
没有缓蚀剂
f有Corr
f无Corr
fc
lg i有co lg i无co
抑制阴极过程
lg i
加入混合 型缓蚀剂
fa
fCorr fc
lg i有co lg i无co lg i
f
没有缓蚀剂
既抑制阴极过程 也抑制阳极过程
未来缓蚀剂的研究方向
• 从天然植物、海产动植物中提取、分离缓蚀剂 组分，并进行化学改性； • 对无机盐缓蚀剂进行改性； • 开发有机酸衍生物的环境友好型缓蚀剂； • 应用分子设计理论开发高分子型缓蚀剂； • 利用工业废物提取、分离缓蚀剂组分； • 加强对缓蚀剂污染成分的处理； • 缓蚀剂现代测试方法研究
g
缓蚀剂降低金属 腐蚀速度的倍数
Vo V
或者 g
9.0 缓蚀剂-PPT课件
三. 缓蚀剂 1．按化学成分分类 的分类
（１） 无机缓蚀剂：以钝化作用为主的无机 物质；聚磷酸盐，硅酸盐，铬酸盐，亚硝酸 盐，硼酸盐，亚砷酸盐，钼酸盐； （ 2 ） 有机缓蚀剂：以物理吸附和化学吸附 为主要作用的极性有机物；含氧有机物，含 氮有机物，含硫有机物，带有胺基，醛基， 杂环，咪唑化合物；
二次世界大战期间和战后，由于武器军 械的防锈，促进了气相和油溶性缓蚀剂的 迅猛发展。 50年代初，苯三唑(BTA)对铜及其合金 的优异防锈性能，引起科技界和企业人员 广泛重视，缓蚀剂的研究引起人们极大兴
趣和关心。
60年代是腐蚀科学技术发展最活跃的时 期，重要的国际学术会议都是首届召开， 一批腐蚀专业刊物创刊。 60～70年代，研究了多种金属及其合金 在工业冷却水、盐酸、硫酸、硝酸、碱液
N O 8 He 6 N H 2 H O 2 4 2
9.0 缓蚀剂
1
概述
1
2
缓蚀剂的缓蚀作用机理
4
5 1 缓蚀剂的应用 2
9.1 概述
一. 缓蚀剂 研究的发展 1845年，钢铁工业除垢， 酸洗缓蚀剂。 概况 随后，石油工业油井酸化技术需要，油 井酸化缓蚀剂和油气田缓蚀剂。
石油化工、电力、通运输工业以及海 水、工业用水等冷却系统用的中性介质无 机缓蚀剂迅速发展。
w w w 0 1 0 0 % 1 1 0 0 % 失重法： w 0 0 w
0 i i i c c c 电化学法： 0 1 0 0 % 1 0 1 0 0 % i c c i
缓蚀率，与缓蚀剂的种类、加入量和使用条件相 关。当缓蚀剂停加以后，缓蚀率随时间逐渐下降。这 段时间称为缓蚀剂的后效时间，表示缓蚀剂保护作用 的持久性。
缓蚀剂分类
2.1.4 按应用介质分类 （1）中性介质中的缓蚀剂 是指在pH值为6-8的水溶液中使用的缓蚀剂。该类缓蚀 剂是水溶性的。 常见的缓蚀剂：聚磷酸盐、铬酸盐、硅酸盐、碳酸盐、 亚硝酸盐、苯并二氮唑、2-硫醇苯并噻唑、亚硫酸钠、氨 水、肼、环己胺、烷基胺、苯甲酸钠。 亚硝酸钠：白色结晶，吸潮后变淡黄色，但仍能使用。 易溶于水，防锈型好，对个别人皮肤有刺激。使用浓度220%，用碳酸钠（0.3-0.6%）调整pH值至9-10。适用于 黑金属，但不能用于铜。 三乙醇胺：无色或淡黄色粘稠液体，常与亚硝酸钠配 合使用，用量05.-2%。与油酸作用后可作为乳化剂，用于 配制乳化切削液，也用于气相防锈剂。 六次甲基四胺（乌洛托品）：白色结晶，用量1-2%， 与其他水溶性防锈剂配合使用。 苯甲酸钠：白色结晶，可溶于水和醇类。用量几-十几 %，可与其他缓蚀剂配合使用，或涂敷在纸上。
第2 章 缓蚀剂
2.1.2按电化学机理分类 （1）阳极型缓蚀剂： 称阳极抑制型缓蚀剂，主要是抑制阳极过程而使腐蚀 速度减缓。如中性介质中的亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、 硅酸盐、苯甲酸钠等，它们能增加阳极极化，从而使腐蚀 电位正移。通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝 化。该类缓蚀剂属于“危险型”缓蚀剂，用量不足会加快 腐蚀。 作用过程：a具有强氧化作用的缓蚀剂，使金属钝化 （亚硝酸钠，高铬酸等）；b具有阴极去极化性的钝化剂， 在阴极被还原，加大阴极电流，使体系的氧化还原电位向 正方移动，超过钝化电位，而使腐蚀电流达到很低的值。 （亚硝酸盐、硝酸盐与高价金属盐属于此类；铬酸盐、磷 酸盐、钼酸盐、钨酸盐等在酸性溶液中也属于此类。）
第2 章 缓蚀剂
2.1 缓蚀剂的分类 缓蚀剂种类繁多，缓蚀机理复杂，为了研究方便，常从 多种角度对缓蚀剂进行分类。 2.1.1 按照化学组成分类 （1）无机缓蚀剂： 亚硝酸盐、硝酸盐；铬酸盐、重铬酸盐；磷酸盐、多 磷酸盐；硅酸盐；钼酸盐；含砷化和物。 （2）有机缓蚀剂： 胺类；醛类；炔醇类；有机磷化合物；有机硫化合物； 羧酸及其盐类；磺酸及其盐类；杂环化合物。 无机缓蚀剂多半使金属生成不溶性钝化膜层或反应膜 层；有机缓蚀剂大部分主要因为吸附在金属表面，改变金 属表面的状态而起缓释作用（苯甲酸钠与无机缓蚀剂作用 相似）。
缓蚀剂的种类、机理及应用30页PPT
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
缓蚀剂的种类、机理及应用
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
Hale Waihona Puke 47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
有机缓蚀剂的作用机理
有机缓蚀剂的作用机理
有机缓蚀剂指的是一类可用于金属表面防腐的有机溶剂，它们能够形
成一层保护膜，以防止金属被腐蚀。
这些有机缓蚀剂通常被用于汽车、船
舶等金属制品的维护和保养，以延长其使用寿命。
有机缓蚀剂通过以下几
种机理发挥作用：
1.形成抑制层：有机缓蚀剂能够在金属表面上形成一层致密、均匀的
抑制层，阻止氧气和水分进一步接触到金属表面，从而防止了金属的腐蚀。
这种抑制层通常是由有机缓蚀剂的分子与金属表面上的氧化物、氢氧化物
等物质发生反应形成的。
2.阻断金属表面：有机缓蚀剂能够通过吸附在金属表面上，形成一层
保护膜，阻止外界腐蚀物质的侵入。
这层保护膜通常是由有机缓蚀剂的分
子通过吸附作用形成的，它们能够填补金属表面的微小孔隙，从而增加了
表面的密度，大大减少了腐蚀物质的接触面积。
3.自修复能力：有机缓蚀剂还具有一定的自修复能力。
当金属表面被
损坏时，有机缓蚀剂能够很快地通过扩散到表面进行修复，形成一层新的
保护膜，以保护金属不被腐蚀。
4.发生氧化反应：有机缓蚀剂中的活性物质能够与金属表面上的氧气
发生氧化反应，形成一层氧化物膜，从而起到抑制腐蚀的作用。
这种氧化
反应常常是在酸性环境下进行的，有机缓蚀剂中的活性物质能够在这种环
境下发挥最大的作用。
综上所述，有机缓蚀剂通过形成抑制层、阻断金属表面、自修复能力
和发生氧化反应等机制，能够有效地防止金属腐蚀。
因此，有机缓蚀剂在
工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
缓蚀剂的种类机理及应用
§1.1 缓蚀剂的分类 缓蚀剂，即一种延缓腐蚀的制剂，又叫腐蚀抑制剂或阻止剂，是指向
腐蚀介质中加入少量或微量的化学物质，通过物理、化学或物化反应而阻 止、减缓金属的腐蚀速度，同时还保持着金属材料原来的物理、化学及机 械性能。
按照作用机理分类 按照成分分类
按照应用环境分类
一、按照作用机理分类 根据缓蚀剂对电极过程的抑制作用，可将其分为阳极、阴极和混合型
合理使用缓蚀剂是防止和减缓金属及其合 金在特定腐蚀环境中产生腐蚀的有效手段。由 于它不需要改变原有设备和工艺过程，只是向 腐蚀环境添加某些无机、有机化学物质就可阻 止或减缓金属材料的腐蚀，因此在国民经济的 各个部门得到广泛的应用。本章将介绍有关缓 蚀剂的类型、作用原理及缓蚀剂技术的应用。
缓蚀剂
1.1缓蚀剂的种类 1.2缓蚀剂的机理 1,3缓蚀剂的应用
图图66--22 阳阳极抑极制抑型制缓型蚀缓作用蚀原作理用原理
图6-3 阴极去极化型 缓蚀作用原理
二、吸附理论
吸附理论指缓蚀剂本身或次生产物吸附在金属表面上形成保护性的隔 离层，或消活性区，或改变双电层结构等，从而达到缓蚀的目的。
吸附可分为物理吸附和化学吸附两类。 物理吸附是靠库仑引力或范德华力，属于远程吸附，其速度快、过程 可逆，常呈多分子层，多数表现为阴极性缓蚀，与金属表面电荷密切相关。 化学吸附是靠化学键来实现的，属于近程吸附。譬如活性区的金属离 子浓度高，有部分金属离子处于过渡状态而停留在金属表面，含N，S，P 和O的缓蚀剂与活性区的金属过渡态形成配位键，吸附在金属表面，从而 阻止金属溶蚀。化学吸附速度快、不可逆，常呈单分子层，多数表现为阳 极性缓蚀，具有一定的化学选择性。
胺、苯甲酸戊胺。
§1.2 缓蚀机理
由于缓蚀剂种类繁多，缓蚀机理错综复杂，主要有以下三种理论。
缓蚀剂的分类
缓蚀剂有多种分类方法，可从不同的角度对缓蚀剂分类。
[1][2]化学成分可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物类缓蚀剂。
①无机缓蚀剂无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等。
②有机缓蚀剂有机缓蚀剂主要包括膦酸（盐）、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。
③聚合物类缓蚀剂聚合物类缓蚀剂主要包括聚乙烯类，POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。
控制部位根据缓蚀剂对电化学腐蚀的控制部位分类，分为阳极型缓蚀剂，阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。
①阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。
它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。
这样就抑制了金属向水中溶解。
阳极反应被控制，阳极被钝化。
硅酸盐也可归到此类，也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的。
阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。
②阴极型缓蚀剂抑制电化学阴极反应的化学药剂，称为阴极型缓蚀剂。
锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物，钙的碳酸盐和磷酸盐为阴极型缓蚀剂。
阴极型缓蚀剂能与水中、与金属表面的阴极区反应，其反应产物在阴极沉积成膜，随着膜的增厚，阴极释放电子的反应被阻挡。
在实际应用中，由于钙离子、碳酸根离子和氢氧根离子在水中是天然存在的，所以只需向水中加入可溶性锌盐或可溶性磷酸盐。
③混合型缓蚀剂某些含氮、含硫或羟基的、具有表面活性的有机缓蚀剂，其分子中有两种性质相反的极性基团，能吸附在清洁的金属表面形成单分子膜，它们既能在阳极成膜，也能在阴极成膜。
阻止水与水中溶解氧向金属表面的扩散，起了缓蚀作用，巯基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺等属于此类缓蚀剂。
保护膜类除了中和性能的水处理剂，大部分水处理用的缓蚀剂的缓蚀机理是在与水接触的金属表面形成一层将金属和水隔离的金属保护膜，以达到缓蚀目的。
缓蚀剂应用和配方详解-PPT课件
缝隙腐蚀
沉积物腐蚀 摩滚腐蚀
由于狭缝和间隙的存在，在狭缝内或近旁产 生腐蚀
由于腐蚀产物或其他物质如钻井液的沉积， 在其下面或周围发生腐蚀
由腐蚀或两接触面间滚动滑移而引起磨损的 联合作用使材料破裂，通常发生在滚动构件 的机械结合处
冲蚀 微生物腐蚀
液体高速流动及载有悬浮颗粒的冲刷和腐蚀 联合作用使材料破坏
土壤腐蚀
采出水腐 蚀
附：部分油田水体性质
油田 大庆油田 胜利油田 水型 NaHCO3 CaCL2,NaHCO3 总矿化度，mg/l 6000~9000 15000~200000 Cl－, mg/l 1600~3500 14000~128000
辽河油田
中原油田 江苏油田 克拉玛依油田
NaHCO3
CaCL2 NaHCO3 NaHCO3 ,CaCL2
表3 腐蚀类型 酸化腐蚀 大气腐蚀
采油过程中金属腐蚀类型及影响因素 影 响 因 素 盐酸、土酸、氟硼酸、有机酸等。 H2O ，酸性气体（ CO2 、 SO2 、 H2S 、氮氧 化物）大气中的盐分（海洋大气中 Nacl），固体微粒 H2O ，电阻率，含盐量， pH 值，孔隙度， 杂散电流 ( 电气化铁路、输电配电系统 等)，微生物（硫酸盐还原菌、SRB） 溶解氧、 CO2 、 H2S 、细菌 (SRB) 、盐类 （ K+ 、 Na+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ 、 Cl– 、 SO42- 、 CO 2–、HCO –等）pH值、水温、流速
缓蚀剂及其应用
目录
1. 2. 3.
4.
5.
前言 石油天然气工业中的腐蚀 缓蚀剂 我国缓蚀剂的发展与应用 发展动态与建议
1．前言
据美国《能源杂志》报道，世界石 化能源中石油、天然气剩余可采储量和 储采比，见表1
第9章缓蚀剂ppt课件
缓蚀剂本身的酸碱性决定了生成阳离子的稳定性，从而 影响缓蚀效果。
电极系统的零电荷电位（伏，VS SHE，室温）
电极 材料
电解质溶液
Ag
0.1NKO3
0.01N Na2SO4 C(石墨) 0.05N NaCl
C(活性) 1NH2SO4+1NNa2SO4
Cd
0.001 N KCl
利用缓蚀剂的协同效应已经开发出许多高效的复合缓 蚀剂，今后仍然是缓蚀剂发展的方向之一。
100 150
失
重 腐
100
蚀
速
度
50
0 0
锌盐% 50
50 重铬酸钠％
0
重
铬
酸
钠
和
缓锌
蚀盐
效的
果比
的例
影对
响复
合
缓
100
蚀
剂
试验条件：钢，氧饱和循环冷却水(ph=6.5,35℃)，5天， 未加缓蚀剂时腐蚀速度189mdd
v vv' 10% 01vv' 10% 0
缓蚀率，与缓蚀剂的种类、加入量和使用条件相关。 当缓蚀剂停加以后，缓蚀率随时间逐渐下降。这段时间称 为缓蚀剂的后效时间，表示缓蚀剂保护作用的持久性。
■缓蚀剂的分类
按化学组成：分为无机缓蚀剂，有机缓蚀剂； 按保护金属：分为钢铁缓蚀剂，铝及铝合金缓蚀剂等； 按溶解性能：分为油溶性缓蚀剂，水溶性缓蚀剂等； 按溶液pH值：分为中性介质缓蚀剂，酸性介质缓蚀剂等 。 按照电化学理论：分为阳极型、阴极型、混合型； 按照金属表面层结构：分为氧化膜型、沉淀膜型、吸附膜 型。
钝化剂属于阳极型缓蚀剂，能促使金属
表面转变为钝态，生成保护性的氧化物膜，
油田常用缓蚀剂类型、机理及选用技术
136Vol.53No.11Nov.2020油田常用缓蚀剂类型、机理及选用技术呼园平(延长油田股份有限公司南泥湾采油厂，陕西延安716000)［摘要］腐蚀是威胁油田正常生产的常见问题，随着开采年限的增加，各油田腐蚀问题日益严重，添加缓蚀剂是较为经济实用的防腐蚀措施之一。
多年来，如何经济有效地利用缓蚀剂为油田创造最大效益一直是研究热点。
为指导油田现场技术人员合理选用缓蚀剂，从现场使用的角度出发介绍了缓蚀剂的分类、作用机理及选用流程，并通过延长油田某区块缓蚀剂选用实例进行了验证。
结果表明：在油田现场按照“腐蚀原因分析-供应商建议-实验室评价-现场试验”的步骤来选用缓蚀剂是可行的。
该方法是指导缓蚀剂现场应用较为科学、有效的方法，可以供其他油田借鉴参考。
［关键词］油田；腐蚀；缓蚀剂；选用技术［中图分类号］TG174.42［文献标识码］B［文章编号］1001-1560(2020)11-0136-05Classification,Mechanism and Selection Technology of Corrosion Inhibitors for Oil FieldsHU Yuan-ping(Nanni w an Oil Production,Yanchang Oil Field Corporation,Yan*an716000,China)Abstract:Corrosion is a common problem threatening the normal production of oil field.With the extension of oilfield production time,the corrosion problem of oil field is becoming more and more serious.Adding corrosion inhibitor is an economic and practical anticorrosion measure. How to use the corrosion inhibitor economically and effectively create the maximum benefit for oil field production has been a research hotspot. In order to guide oilfield technicians to select corrosion inhibitors,the classification,action mechanism and selection process of corrosion inhibitors were introduced in the view of the practical application and further verified through the selection of corrosion inhibitors in Yanchang oilfield.Results showed that it was feasible to select corrosion inhibitor according to the steps of"analysis of corrosion cause-supplier suggestion-laboratory evaluation-field test".This was a scientific and effective method to guide the field application of corrosion inhibitors,and could be used for reference by other oilfields.Key words：oilfield；corrosion；corrosion inhibitor；selection technology0前言目前，随着国内各油田开采年限的增加，其含水量普遍提高。
第14讲缓蚀剂
+
4 CH2 O
HOH2 C HOH2 C N-CH2 CH2-N
CH2OH CH2 OH CH2 PO3 H2
HOH2 C HOH2 C N-CH2 CH2-N
CH2OH
H2 O3 PH2 C
+
CH2 OH
H3 PO3 H2 O3 PH2 C
N-CH2 CH2-N CH2 PO3 H2 CH2 PO3 M2 N-CH2 CH2-N M2O3 PH2 C CH2 PO3 M2
油田化学剂
授课题目（教学章、节或主题） ：第 14 讲 授课方式 （、阻垢剂和絮凝剂
讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
教学要求（分掌握、熟悉、了解三个层次） ： 1 掌握缓蚀剂和阻垢剂作用原理 2 熟悉缓蚀剂和阻垢剂种类 3 了解絮凝剂种类 教学重点、难点及关键知识点： 本节课重点和难点为缓蚀剂的种类和作用机理，阻垢剂的种类和作用机理。要讲述 清楚油田水腐蚀和结垢的原因，从缓蚀剂和阻垢剂分子结构角度出发阐述其作用机理。 方法及手段 板书 教学基本内容（教学过程） 1 油田水用缓蚀剂 2 油田水用阻垢剂 3 油田水用絮凝剂
H2N CH3 C CH3 CH2
N
N
CH3 CH2 C CH3 NH2
松香胺
1,3,5-（2-氨基-2-甲基）丙基全氢化三嗪
-1-
油田化学剂
R
N
课程讲稿
N
R
N
N
R
N
R
烷基吡啶
烷基嘧啶
烷基吖啶
烷基喹啉
2 含氧缓蚀剂
CH2=CH-CHO CH3-CH=CH-CHO CH3-(CH2-)3-CH=CH-CHO OHC-(-CH2-)3-CHO
缓蚀剂作用的电化学机理
缓蚀剂作用的电化学机理缓蚀剂的作用机理总的来说可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理。
电化学机理是以金属表面发生的电化学过程来解释缓蚀剂的作用；而物理化学机理则以金属表面所发生的物理化学变化来说明缓蚀剂的作用。
两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。
1缓蚀剂作用的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成腐蚀的最主要因素。
金属在电解质溶液中的腐蚀过程是由两个共轭反应组成的，即阳极反应和阴极反应。
若要减缓金属腐蚀，则要减缓金属表面上进行的电化学的反应速度，如果能抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。
⑴阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响通过以下几种作用来实现：①在金属表面形成致密、附着力强的氧化膜，当氧化膜达到一定厚度以后，氧化反应的速率减慢，金属钝化，腐蚀速率大大降低；②因特性吸附有效抑制金属的离子化过程；③可以使得金属的电极电位达到钝化电位。
⑵阴极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂对阴极过程的影响通过以下几种作用来实现：①提高阴极反应的过电位，使氢离子放电受阻；②在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；③吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。
⑶混合型缓蚀剂混合型缓蚀剂可以同时抑制阳极和阴极反应速度，降低腐蚀电流，腐蚀电位变化不大或无明显变化，对腐蚀电化学过程的影响通过以下几种作用来实现：①与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用；②形成胶体物质，形成的复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂；③在金属表面吸附，形成吸附膜。
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三、按照应用环境分类 按照应用环境可以将缓蚀剂分为四类： （1）酸性溶液用缓蚀剂：适用于酸性介质，如乌洛托品、
咪唑啉、苯胺、硫脲和三氯化锑； （2）碱性溶液用缓蚀剂：中性溶液用缓蚀剂：适用于天然水和盐水，如六偏
磷酸钠、葡萄糖酸锌、硫酸锌； （4）气相缓蚀剂：适用于仓库和包装袋内，如碳酸环己
合理使用缓蚀剂是防止和减缓金属及其合 金在特定腐蚀环境中产生腐蚀的有效手段。由 于它不需要改变原有设备和工艺过程，只是向 腐蚀环境添加某些无机、有机化学物质就可阻 止或减缓金属材料的腐蚀，因此在国民经济的 各个部门得到广泛的应用。本章将介绍有关缓 蚀剂的类型、作用原理及缓蚀剂技术的应用。
缓蚀剂
1.1缓蚀剂的种类 1.2缓蚀剂的机理 1,3缓蚀剂的应用
缓蚀剂的种类机理及应用优秀 课件
缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在 于环境( 介质) 中的,可以防止或减缓腐蚀的 化学物质或几种化学物质的混合物。缓蚀剂 技术由于具有操作简单、见效快、能保护整 个系统等优点, 而广泛应用于石油品生产加 工、化学清洗、大气环境、工业用水、仪表 制造等生产过程。近年来缓蚀剂和缓蚀技术 的研究和应用发展很快, 如多功能通用缓蚀 剂、高效低毒型缓蚀剂( 如环保型精细化学 品HA1气相缓蚀剂) 、杂环型缓蚀剂、低聚 型缓蚀剂已相继研制成功。
胺、苯甲酸戊胺。
§1.2 缓蚀机理
由于缓蚀剂种类繁多，缓蚀机理错综复杂，主要有以下三种理论。
电化学理论 吸附理论 成膜理论
一、电化学理论 当向金属系统加入缓蚀剂后，提高了电极过程中的极化阻力，图6—1
埃文斯图或使电极过程发生改变，可以用埃文斯图加以解释（图6—1）。 图6—1a是阴极缓蚀剂，使得阴极极化曲线负移或增加曲线斜率，相应的腐 蚀电流降低。图6—1b是阳极缓蚀剂，使得阳极极化曲线正向平移或增加曲 线斜率，使在腐蚀电位下对应的腐蚀电流降低。图6—1c是混合型缓蚀剂， 它同时增加阴、阳极的极化阻力。
图图66--22 阳阳极抑极 制抑型制缓型蚀缓作用蚀原作理用 原 理
图6-3 阴极去极化型 缓蚀作用原理
二、吸附理论
吸附理论指缓蚀剂本身或次生产物吸附在金属表面上形成保护性的隔 离层，或消除活性区，或改变双电层结构等，从而达到缓蚀的目的。
吸附可分为物理吸附和化学吸附两类。 物理吸附是靠库仑引力或范德华力，属于远程吸附，其速度快、过程 可逆，常呈多分子层，多数表现为阴极性缓蚀，与金属表面电荷密切相关。 化学吸附是靠化学键来实现的，属于近程吸附。譬如活性区的金属离 子浓度高，有部分金属离子处于过渡状态而停留在金属表面，含N，S，P 和O的缓蚀剂与活性区的金属过渡态形成配位键，吸附在金属表面，从而 阻止金属溶蚀。化学吸附速度快、不可逆，常呈单分子层，多数表现为阳 极性缓蚀，具有一定的化学选择性。
二、按照成分分类 从化学物质的成分属性上，缓蚀剂又可分为无机和有机缓
蚀剂两类。 （1）无机类缓蚀剂：硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐和重铬酸
盐等（阳极型）；亚硫酸盐、三氧化二砷、三氯化锑等（阴极 型）；多磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐和碱性物质等（混合型或掩 蔽型）。
（2）有机类缓蚀剂：带有氮、磷、硫和氧的杂环化合物、 高分子醇、醛、胺和酰胺；磺酸、脂肪酸及其衍生物；硫脲及 其衍生物；噻唑和硫脲唑类；季胺盐类；磷化物、硫醇、烷基 亚砜、噻嗪以及不饱和的链系、环系化合物等。
二、吸附理论
物理吸附对化学吸附具有协同作用，因此很多缓蚀剂表现为混合吸附 的性质。
所有吸附作用都会影响电极过程的电化学参数α，β和i0。从毛细管曲线 可以看到吸附对表面电荷的影响，图6—5中，A为纯Na2SO4溶液，月为 Na2SO4溶液中加入表面活性阴离子I-，C为Na2SO4溶液中加入表面活性阳 离子[N（C2H5）4]+。
§1.1 缓蚀剂的分类 缓蚀剂，即一种延缓腐蚀的制剂，又叫腐蚀抑制剂或阻止剂，是指向
腐蚀介质中加入少量或微量的化学物质，通过物理、化学或物化反应而阻 止、减缓金属的腐蚀速度，同时还保持着金属材料原来的物理、化学及机 械性能。
按照作用机理分类 按照成分分类
按照应用环境分类
一、按照作用机理分类 根据缓蚀剂对电极过程的抑制作用，可将其分为阳极、阴极和混合型
三类。其中： （1）阳极型缓蚀剂：具有氧化性，能使金属表面钝化而抑制金属溶蚀，
如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钼酸盐及丙酮肟等。使用时要特别注意， 浓度不足会加剧局部腐蚀。
（2）阴极型缓蚀剂：能消除或减少去极化剂或增加阴极过程的极化性 （即能增加阴极反应过电位）的物质。如肼、联胺、亚硫酸钠等能除去溶 解氧；砷、锑、铋、汞盐能增加析氢过电位。
（3）混合型缓蚀剂：可以同时减缓阴阳极反应速度，多由在阴阳极发 生吸附所致，有时也称为掩蔽型缓蚀剂。能直接吸附或附着在金属表面上， 或者因次生反应形成不溶性保护膜而使金属与介质隔离的物质，如亚硝酸 二环己胺的水解产物能吸附在金属表面上；含氮、磷、硫和氧等具有孤电 子对元素的有机物可直接在金属表面形成化学吸附层；硫酸锌和氯化铍在 阴极区生成氢氧化物的沉积层，也属于掩蔽型缓蚀剂。
阴离子（I-）吸附使得零电荷电位E0负移，对应的表面张力σ0。降低， 在正荷电区，表面张力σ下降更多；阳离子吸附使E0正移，负荷电区表面张 力σ明显下降。
苯并三唑（BTA）和2—巯基苯并噻唑（MBT）是常用的铜缓蚀剂， 对它们（特别是BTA）的缓蚀机理和在铜表面上的吸附特性已有许多报道。 一般认为BTA分子上的氮和MBT分子上的硫，以其未共用电子对与Cu(Ⅰ) 形成配位键。有关中性盐中BTA和MBT在铜（尤其是在铜合金）上的吸附 热力学研究得较少。本工作主要采用弱极化循环伏安法测定金属／溶液的 界面电容，求得不同缓蚀剂浓度下的表面覆盖度，通过计算机拟合，确定 吸附等温式类型和吸附能，由此判证吸附特性。
图6-1 埃文斯图
一、电化学理论
缓蚀剂造成阳极钝化时，金属的腐蚀就会受到强烈的抑制。磷酸盐、 苯甲酸盐等阳极抑制型缓蚀剂的作用机理可用极化曲线来解释（图6—2）。
有些缓蚀剂，如亚硝酸盐和酸性介质中的钼酸盐，它们的缓蚀作用在 于促进阴极去极化，增加阴极交换电流密度iR，从而降低钝化金属的腐蚀 速度，称为阴极去极化型缓蚀剂。其作用机理见图6—3。