酸洗缓蚀剂的应用研究现状及发展趋势
一种新型酸洗缓蚀剂的应用研究现状及未来发展趋势
一种新型酸洗缓蚀剂的应用研究现状及未来发展趋势摘要：利用电化学测试技术研究了一种新型酸洗缓蚀剂，即2，5-二氯苯乙酮-O-1-(1，3，4-三氮唑)亚甲基肟在l mol／L HCl介质中对碳钢的缓蚀作用和吸附行为。
结果表明：合成的三唑类化合物是一种性能优异的缓蚀剂。
从而也从大方向上把握了未来酸洗缓蚀剂的发展趋势。
关键词：三唑化合物；缓蚀剂；电化学实验；热力设备1.前言酸洗广泛应用于各个工业部门中的换热设备、传热设备和冷却设备等的水垢清洗，特别是电力部门的热力设备（如锅炉）的酸洗尤其重要。
从社会经济的角度来看，可减少因污垢带来的燃料耗费；从环境保护的角度来看，减少了燃料废气和大气污染【1】；从安全角度来看，锅炉和换热器等热力设备在使用过程中逐渐形成各类污垢，而这些污垢导热不良致使炉管局部温度升高，降低了钢材的强度，常常发生爆管事故，影响锅炉运行。
因此酸洗对于电厂的锅炉运行起着非常重要的作用。
酸洗常用的酸有盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、氨基磺酸等无机酸，和柠檬酸、EDTA 等有机酸。
但由于酸对金属设备均有腐蚀作用，尤其无机酸的腐蚀更为严重，同时所放出的氢会向金属内部扩散，使被洗设备发生氢脆。
各种酸对铁的溶解能力由大到小如表1 所示。
另外所析出的大量的酸性气体，会使劳动条件恶化。
由于强酸的腐蚀性，酸洗过程常出现“过蚀”的现象，即清洗过程中不仅清除了金属表面的锈蚀和污垢，同时也将部分金属基材一并清洗掉。
因此，酸洗过程既造成金属材料、酸洗液的极大浪费，同时还产生大量的酸洗废液，造成严重的环境污染。
因此在酸洗时要加入缓蚀剂，以抑制金属在酸性介质中的腐蚀，减少酸的使用量，提高酸洗效果，延长热力设备的使用寿命。
酸洗时不仅要考虑酸的溶铁能力，还应考虑垢成分、金属材质、废液处理方法等因素【2】。
故选择一种质量好的缓蚀剂是酸洗的重要环节，而了解各类缓蚀剂的缓蚀性能可以更好的进行防腐工作。
1.1 酸洗缓蚀剂的发展历史关于酸性介质缓蚀剂的研究报道很多，根据有关文献记录，酸洗缓蚀剂第一个专利是1860年英国公布用糖浆及植物油的混合物作为酸洗铁板时的缓蚀剂。
缓蚀剂的研究与应用
缓蚀剂的研究与应用摘要：本文归纳总结了近年来缓蚀剂研究开发与应用情况,探讨了缓蚀剂的应用开发和缓蚀理论研究方面的部分成果,对缓蚀剂科学技术今后的发展趋势进行了展望。
主要内容包括:缓蚀剂按电化学机理的分类，水中离子沉淀膜型缓蚀剂、金属离子沉淀膜型缓蚀剂、缓蚀剂作用的理论研究与应用。
关键词：盐酸溶液，量子化学，缓蚀剂，阴极缓蚀剂，金属离子沉淀膜型缓蚀剂，铜银缓蚀剂苯骈三氮唑，盐酸酸洗缓蚀剂，后缓蚀剂1引言缓蚀剂是一种防腐蚀化学品,它少量加入环境介质中就能显著地降低金属的腐蚀速度。
与其它防腐蚀方法相比,缓蚀剂具有使用方便、经济有效的特点,广泛地应用于工业生产和社会生活中。
随着工业经济的发展和社会进步,缓蚀剂的作用功能和应用范围不断拓宽。
蚀防护是工业生产过程中非常重要的问题,在众多的防腐蚀方法中,缓蚀剂因具有经济、高效、适应性强等优点被广泛应用中石油、石化、钢铁、电力、建筑等领域2缓蚀剂按电化学机理的分类从电化学角度出发，金属的腐蚀是在电解质溶液中发生的阳极过程和阴极过程。
缓蚀剂的加人可以阻滞任何一过程的进行或同时阻滞两个过程进行，按上述电化学原理，缓蚀剂可分为阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂及混合型缓蚀剂。
2.1氧化膜型缓蚀剂缓蚀剂直接或间接地与金属生成氧化物或氢氧化物，从而在金属表面上形成保护膜，这种保护膜薄而致密，与基体金属的粘附性强，结合紧密，能阻碍溶解氧扩散，使金属的腐蚀反应速度降低。
这种保护膜在形成过程中，膜不会一直增厚，当这种氧化膜增大到一定厚度时，一部分氧化物会向溶液中扩散，当氧化物向溶液扩散的趋势成为膜增厚的障碍时，膜厚的增长就几乎自动停止。
因此，氧化膜型缓蚀剂效果良好，而且有过剩的缓蚀剂也不会产生垢。
多数氧化膜型缓蚀剂都是重金属含氧酸盐，如铬酸盐、铂酸盐、钨酸盐等。
因重金属缓蚀剂易造成环境污染，所以一般应用较少。
亚硝酸盐借助于水中溶解氧在金属表面形成氧化膜而成为氧化膜型氧化剂，具有代表性的有亚硝酸钠和亚硝酸按。
咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现状_于建辉
94.44 %, 与其他有机或无机物复配使用时缓蚀效率 可达 97 .16 %～ 99 .86 %[。21]
目前 , 国外对于咪唑啉系缓蚀剂的研究已经比
较深入 , 实现了大规模的工业化生产 , 并应用到许多
行业 。 我国咪唑啉型缓蚀剂的研究大约始于 19 世
相对于咪唑啉衍生物在油 、气工业中的广泛应 用 , 对咪唑啉衍生物的缓蚀机理的研究并不充分和 清楚 , 没有形成一定的理论体系 , 处于初步探讨的阶 段 。 例如 :Wang 等[ 24] 通过量子化学的方法研究了 取代基对咪唑啉衍生物缓蚀性能的影响 , 认为 B 部 分起重要作用 , Edw ards[ 25] 则认为 B 部分对改善咪 唑啉缓 蚀性能毫无作 用 ;Jovancicevic 等[ 26] 的 研究
P RESEN T SIT UAT ION OF IM IDAZOLINE P ICKLING INH IBITORS
YU Jian-hui , PENG Qiao
(I nstitute o f Chemical Engineering , Dalian U niversity of Technology , Dalian 116012, China)
第 24 卷第 N & PROT ECT ION
Vol .24 No .11 N ovember 2003
咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现状
于建辉 , 彭 乔
(大连理工大学化工学院 , 大连 116012)
摘 要 :概述了咪唑啉型缓蚀剂的结构及其缓蚀 机理 , 主要介绍了国内咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现 状 。 关键词 :咪唑啉 ;酸洗 ;缓蚀剂 中图分类号 :T G174 .42 文献标识码 :A 文章编号 :1005-748X(2003)11-0473-04
缓蚀剂及其发展现状
缓蚀剂及其发展现状在很久以前，人们就发现往腐蚀介质中添加少到不至于改变介质性质的某化学物质能够明显抑制腐蚀的发生。
这就是缓蚀剂(英文：Corrosioninhibitor)。
按照其应用的环境，缓蚀剂可分为酸性介质缓蚀剂、中性介质缓蚀剂。
本论文主要研究中性盐水介质中的缓蚀剂，故仅对中性介质用缓蚀剂的发展作以回顾和展望。
中性介质中使用的缓蚀剂又分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物缓蚀剂等。
1．3．1无机缓蚀剂较早应用的无机缓蚀剂有铬酸盐、重铬酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐。
这些无机缓蚀剂在应用中被证明是有效的，而今有的仍被广泛的应用，后来又发展应用了聚磷酸盐。
但是，无机缓蚀剂的应用有很多缺点。
例如，无机缓蚀剂的用量一般较大，这就增加了应用的成本。
并且，多数无机缓蚀剂对环境是不友好的，其应用从而受到制约。
目前，无机缓蚀剂的使用多数是与有机缓蚀剂复配。
这样，不但大大减少了其用量，而且由于两者之间的协同效应也提高了其缓蚀效果。
1．3．2有机缓蚀剂有机缓蚀剂是含N 、P 、S 等杂原子的有机化合物。
根据所含杂原子的不同有机缓蚀剂又可分为以下几类。
(1)含氮类有机缓蚀剂这类缓蚀剂应用最早，最广。
盐水体系中常用的是有机胺类吸附型缓蚀剂，该类缓蚀剂是通过氮原子吸附到钢铁表面而疏水基团伸展于水相形成一种致密的物理膜，阻挡介质与钢铁表面的接触，从而降低腐蚀速度。
正是由于起作用的是物理膜，其应用有很大的局限性。
如高温会发生物理膜脱附而失去缓蚀效果，它也阻挡不了氯离子的穿透。
这类缓蚀剂的代表是季铵盐、胺类、酰胺类。
包括直链及环状化合物。
(2)含硫类缓蚀剂作为盐水体系用的含硫类缓蚀剂的发展是近十几年的事情。
这类缓蚀剂的代表是硫氰酸盐及硫脲类化合物。
据资料介绍，该类缓蚀剂主要应用在高温环境中，而在低温(低于120"C)盐水中，其缓蚀效果不超过50％。
该类缓蚀剂的作用机理尚不清楚。
一般认为，硫原子在一定的温度下与金属发生化学反应(是腐蚀过程)。
酸化缓蚀剂的发展趋势
酸化缓蚀剂的发展趋势在工业领域，酸化缓蚀剂是一种用于清洗和去除金属表面氧化物的化学溶液。
酸化缓蚀剂可以有效地清除金属表面形成的氧化层，恢复其原有的光亮和平整表面。
随着科学技术的不断发展，酸化缓蚀剂也在不断改进和创新，以适应不同行业和应用的需求。
首先，酸化缓蚀剂的发展趋势是追求环保和可持续发展。
在过去，许多酸化缓蚀剂会采用有毒或有害物质，对环境和人体健康造成一定的威胁。
但现在，随着环境保护意识的增强和法规的加强，人们对于环保产品和技术的需求越来越高。
因此，酸化缓蚀剂的发展趋势是替代有害物质，采用更环保的成分和工艺，减少对环境的污染和危害。
其次，酸化缓蚀剂的发展趋势是提高清洁效果和处理速度。
随着科技的进步，人们对于清洗和处理的要求也越来越高。
传统的酸化缓蚀剂可能需要较长的时间才能达到理想的清洁效果，而且对于复杂和细小的金属部件不易清洗。
因此，酸化缓蚀剂的发展趋势是研发更高效和精准的配方，能够在较短时间内清洗金属表面，并且能够适应不同材料和形状的金属部件。
第三，酸化缓蚀剂的发展趋势是提高产品的稳定性和耐久性。
传统的酸化缓蚀剂可能对金属表面产生腐蚀作用，使得金属表面易于再次氧化。
因此，酸化缓蚀剂的发展趋势是研发更稳定和耐久的产品，能够有效地抑制金属再次氧化的过程，并保持长期的防腐效果。
第四，酸化缓蚀剂的发展趋势是增加产品的多功能性和适应性。
不同行业和应用对于酸化缓蚀剂的需求各不相同，因此，酸化缓蚀剂的发展趋势是研发可以适应不同应用的多功能产品。
例如，在汽车制造业，酸化缓蚀剂可以用于清洗和去除车身上的氧化层；在电子行业，酸化缓蚀剂可以用于清洗和去除电路板上的氧化物。
因此，酸化缓蚀剂的发展趋势是开发更具适应性和多功能性的产品，能够满足不同行业和应用的需求。
综上所述，酸化缓蚀剂的发展趋势是追求环保和可持续发展、提高清洁效果和处理速度、提高产品的稳定性和耐久性、增加产品的多功能性和适应性。
随着科技的进步和市场需求的不断变化，酸化缓蚀剂将会不断创新和改进，以满足不同行业和应用的需求。
化学清洗中酸洗缓蚀剂的选择和应用
化学清洗中酸洗缓蚀剂的选择和应用摘要：本文简要介绍了酸洗过程中金属腐蚀速率的影响因素，并以此为根据选择合适的缓蚀剂。
一、前言酸洗广泛应用于各个工业领域的不同工艺，如工业设备、管路、低压锅炉、发电厂锅炉、中央空调等设备清洗，钢铁除锈及油水酸化等。
由于酸洗剂对金属有腐蚀性，所以要添加酸洗缓蚀剂以减少或消除对金属的伤害。
二、酸洗缓蚀剂的选择工业设备和管道为了适应工艺和输送介质常选用不同的材质。
化学酸洗中根据材质的不同和结垢的类型及程度的不同分别选用不同的清洗介质。
常用的无机清洗介质有盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸，有机清洗介质有柠檬酸、氨基磺酸、EDTA、羟基乙酸等。
众所周知，不同的酸具有不同的特点，因此需要的缓蚀剂也不相同。
清洗过程的正常进行，不仅仅与清洗介质、金属材质、缓蚀剂品种有关，同时还与缓蚀剂用量、清洗温度、清洗流速等因素有关，而这几个因素是相互关联的，选择缓蚀剂就需要综合考虑。
2.1缓蚀剂用量的影响缓蚀剂用量对金属腐蚀的影响大致有三种情况：a、金属的腐蚀速率随缓蚀剂用量增加而降低。
有机及无机缓蚀剂在酸性介质中，基本都属于这种情况。
实际使用中应结合保护效果，考虑综合效益，合理确定缓蚀剂用量。
b、缓蚀剂的浓度和金属腐蚀速率的关系有极限值。
即在某一浓度时缓蚀效果最好，浓度过低或过高都会使缓蚀效率降低。
因此在使用此类缓蚀剂时，必须注意缓蚀剂不能过量。
c、缓蚀剂用量不足会加速金属腐蚀。
大部分氧化剂如过氧化氢、硅酸钠等属于此类缓蚀剂。
对于这类缓蚀剂加量太少是危险的，必须十分注意。
2.2清洗温度的影响a、温度升高，缓蚀效率显著下降。
这是由于温度升高时，缓蚀剂的吸附作用明显降低，腐蚀加剧，大多数有机及无机缓蚀剂都属于这一情况。
b、在一定范围内，缓蚀剂不随温度升高而改变。
用于中性水溶液的一些无机缓蚀剂，其缓蚀效率几乎是不随温度升高而改变的。
对于沉淀膜型缓蚀剂，一般也应在介质的沸点以下使用才会有较好的效果。
c、随着温度的升高，缓蚀效率也增高。
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。
关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言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。
2 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。
2.1 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ZnSO4、Ca(HCO3) 2、As3+、Sb3+ 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。
2.2 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。
2.3 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。
缓蚀剂行业报告
缓蚀剂行业报告缓蚀剂是一种用于防止金属腐蚀的化学物质，它们可以通过形成一层保护性的膜来防止金属表面与环境中的氧气、水或化学物质发生反应。
缓蚀剂在许多行业中都得到了广泛的应用，如石油化工、船舶制造、汽车制造、建筑工程等领域。
本报告将对缓蚀剂行业的发展现状、市场规模、竞争格局、技术趋势以及未来发展前景进行深入分析。
一、行业发展现状。
随着全球经济的快速发展，金属制品的需求量不断增加，而金属腐蚀问题也日益严重。
因此，缓蚀剂作为一种有效的防腐材料受到了广泛的关注。
目前，全球缓蚀剂市场规模已经达到数十亿美元，并呈现出稳步增长的趋势。
在各类缓蚀剂产品中，有机缓蚀剂和无机缓蚀剂是市场上最常见的两种类型，它们在不同的应用领域中都有着广泛的用途。
二、市场规模分析。
根据市场调研数据显示，全球缓蚀剂市场的年复合增长率约为5%，其中，亚太地区是全球缓蚀剂市场的主要增长驱动力。
受到工业化进程的推动，亚太地区的金属制造业持续增长，为缓蚀剂市场的发展提供了巨大的机遇。
此外，石油化工、船舶制造、汽车制造等行业对缓蚀剂的需求也在不断增加，这些行业的发展将进一步推动全球缓蚀剂市场的增长。
三、竞争格局分析。
目前，全球缓蚀剂市场竞争格局较为分散，市场上存在着众多的缓蚀剂生产企业。
这些企业在产品技术、品牌知名度、销售渠道等方面存在着差异化竞争。
在全球范围内，美国、德国、日本等国家的缓蚀剂企业拥有较强的技术实力和市场影响力，它们在全球缓蚀剂市场上占据着重要的地位。
与此同时，一些新兴市场上的缓蚀剂企业也在不断崛起，它们通过创新技术和服务模式来挑战传统的行业巨头，市场竞争日趋激烈。
四、技术趋势分析。
随着科学技术的不断进步，缓蚀剂行业也在不断创新。
新型的缓蚀剂产品具有更高的防腐性能和更广泛的适用范围，例如，具有绿色环保特性的缓蚀剂产品受到越来越多的关注。
此外，纳米技术、生物技术等新兴技术的应用也为缓蚀剂行业带来了新的发展机遇。
未来，随着智能制造、数字化技术的广泛应用，缓蚀剂行业将迎来更多的创新突破。
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。
关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言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。
2 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。
2.1 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ZnSO4、Ca(HCO3)2、As3+、Sb3+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。
2.2 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。
2.3 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。
天然绿色盐酸酸洗缓蚀剂研究进展
７０
四川理工学院学报（ 自然科学版）
２００８ 年 ８ 月
性能。李春梅等［３１］用电化学阻抗谱法，以 ＰＡＳＰ 为盐酸中 的缓蚀剂，研究其缓蚀性能。结果表明 ＰＡＳＰ 对碳钢表 现出一定的缓蚀作用，在 １６℃１ ｍｏｌ／Ｌ 的盐酸中，缓蚀效 率可达 ８０．６６％，其缓蚀效率与传统酸性缓蚀剂乌洛托 品相当。并指出 ＰＡＳＰ 经进一步复配或改性，可提高缓 蚀性能，有望成为酸性介质的绿色缓蚀剂，但其缓蚀机 理有待进一步研究。 １．３ 改性和复配
卢基林［８］研究了水解油茶饼粕制取酸洗缓蚀剂。发 现该缓蚀剂对碳钢在盐酸和硫酸中具有较好的缓蚀作 用，能够同时抑制阴极过程和阳极过程，属于混合抑制 型缓蚀剂，且缓蚀效率随缓蚀剂添加量的增大而增加。 １９９９ 年林整［９］以甘薯、白玉兰和扶桑等植物等茎、叶作 为 碳 钢 在 ３％ＮａＣ１、５％ＨＣ１、５％Ｈ２ＳＯ４ 溶 液 中 的 缓 蚀 剂，指出提取缓蚀剂的缓蚀机理可能是因为缓蚀剂中的 某些活性成分定向吸附排列在钢的表面，生成了连续的 吸附层，使腐蚀介质难以侵入。
第 ２１ 卷第 ４ 期 ２００８ 年 ８ 月
四川理工学院学报（ 自然科学版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＩＣＨＵＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ（ ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＥＤＩＴＩＯＮ）
文章编号： １６７３－ １５４９（ ２００８） ０４－ ００６８－ ０４
１９９５ 年张健等［６］研究了从竹叶中萃取酸性缓蚀剂。 实验表明，萃取液对碳钢在盐酸和硫酸中有着良好的缓 蚀作用，当萃取液浓度达到 ０．０２５％以上时，缓蚀效率超 过 ９０％，且缓蚀效率随萃取液浓度增大而增加。
１９９７ 年曲济方等［７］利用精制菲汀生产过程中的废 液和废渣制得植物型缓蚀剂，该缓蚀剂在碳钢常温盐酸 酸洗中性能优良，当添加量为 １．０％时，缓蚀效率达 ９０％。
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向1 缓蚀剂概述在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，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” 。
缓浊剂是具有抑制金属锈蚀性质的一类无机物质和有机物质的总称。
某些有机物质，被有效地吸附在金属的表面上，从而明显地影响表面的电化学行为。
其作用机理有抑制表面的阳极反应和抑制阴极反应两种，结果都是使腐蚀电流降低。
缓蚀剂的作用不仅如此，它作为金属的溶解抑制剂还有许多实用价值。
如用在化学研磨、电解研磨、电镀和电解冶炼中的阳极解、刻蚀等。
总之，在同时发生金属溶解的工业方面，或县为了抑制过度溶解或是为了防止局部浸蚀使之均匀溶解。
缓蚀剂都起着重要的作用。
另外，电镀中的整平剂，从其本来的定义备不属于缓蚀剂的畴；但是，其作用机理（吸附）和缓蚀剂的机理类似。
具有整平作用的物质，同时有效地作为该金属的缓蚀剂的情况也是常的。
下图给出了有无缓蚀剂的不同效果：图 1 缓蚀剂的效果2 不同类型的缓蚀剂及其作用原理2.1 阳极型缓蚀剂及其作用原理阳极型缓蚀剂也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。
）图2 阳极型缓蚀剂作用原理2.2 阴极型缓蚀剂及其作用原理阴极型缓蚀剂也称阴极型抑制，其主要包括：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。
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向学院: 材料科学与工程班级: 材硕1209学号: S2*******姓名: 张强2013年1月5日缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向1、缓蚀剂概述它是指以适当的浓度与形式存在于环境中时，可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物，所以也可以成为腐蚀抑制剂，它的用量很小，但效果显著[1]。
在酸性溶液、中性溶液、碱性溶液、有机溶剂以及大气、土壤等各种环境中均可利用缓蚀剂来抑制金属的腐蚀。
在工业生产中越来越广泛地应用缓蚀剂来实现腐蚀控制，通过在腐蚀介质中投加少量的缓蚀剂，可以有效地减缓或防止金属结构的腐蚀破坏，减少了设备维修等环节，保障设备的正常运行，提高了设备作业的安全系数，具有明显的经济价值与社会意义。
同时其它的防腐方法相比，如涂层、阴极保护等，使用缓蚀剂更为简单，总体价格更为低廉，效果也非常显著[2]。
与其他腐蚀防护手段相比，缓蚀剂主要具有如下独特的优势[1]：(l)缓蚀剂的投加、使用非常简单，不需要特殊的设施或设备。
如外加电源阴极保护或阳极保护都需要提供较大功率的、稳定的电源。
牺牲阳极保护需要提供阳极材料，并且这种阳极材料需要定期更换施工强度较大。
(2)使用缓蚀剂非常经济，随着缓蚀剂应用的不断深入，目前缓蚀剂的合成、制备技术非常成熟，相比其他的防腐措施，缓蚀剂的成本一般更低。
(3)投加缓蚀剂对设备外观、材质、机械性能等都无任何改变，而喷漆、电镀、涂层、内衬等防腐方法都无法做到。
(4)缓蚀剂添加量一般较少，使用缓蚀剂进行腐蚀控制，一般不会改变介质的原有物理、化学性质。
因此缓蚀剂技术也适用于石油天然气输送、贮存和炼制，城市供水管道等环境下的防腐。
2、缓蚀剂的分类及作用原理由于缓蚀剂种类繁多，使用条件多样，缓蚀机理也不完全相同，因此对缓蚀剂进行分类常按照缓蚀剂的化学成分、在金属表面成膜情况以及缓蚀机理等不同方法进行分类，每种分类方法都有其自身的优缺点，目前广泛采用的是如下几种分类方法：2.1 根据化学成分分类[3]根据产品的化学成分分类，可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂。
绿色缓蚀剂的研究现状及举例
绿色缓蚀剂的研究现状及举例总结国内外缓蚀剂的发展不难发现，虽然各种介质中缓蚀剂的研究成果层出不穷，但其在实际运用中却不够完善和成熟。
尤其是绿色环保型缓蚀剂研究仍处于实验探索阶段，在该领域仍需要在提高缓蚀作用效果、机理研究和低成本低污染等方面做得更深入的研究。
我国近10年对各类缓蚀剂的研究和应用发展很快，部分产品性能达到国际领先水平，但总体水平与国外还有很大差距。
研究人员认为今后应着重从以下几个方面探索绿色缓蚀剂的发展：1从天然植物、海产植物中，提取、分离、加工新型绿色缓蚀剂有效成分的方法。
2利用医药、食品、工农业副产品提取有效缓蚀剂组成，并进行复配或改性处理，开发新型绿色缓蚀剂。
3运用量子化学理论、灰色关联分析、人工神经网络方法等科学技术合成高效低毒多功能新工艺型绿色缓蚀剂和低聚体新型绿色缓蚀剂。
4对钼酸盐、钨酸盐、稀土元素金属等无机缓蚀剂深入进行研究，研制出新型高效绿色缓蚀剂。
5利用先进的分析测试仪器和新的研究方法，研究缓蚀剂的作用机理及协同作用机理，指导新型绿色缓蚀剂的开发。
以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓材料的化学物质或复合物.（1）根据产品化学成分，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只要包括聚乙烯类，POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。
（2）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。
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向..
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。
电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。
而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。
这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。
1.1缓蚀剂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，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。
如果缓蚀剂可以抑制阳极、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。
把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。
重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。
阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。
阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(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。
混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(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，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向1 缓蚀剂概述在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，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”。
缓浊剂是具有抑制金属锈蚀性质的一类无机物质和有机物质的总称。
某些有机物质，被有效地吸附在金属的表面上，从而明显地影响表面的电化学行为。
其作用机理有抑制表面的阳极反应和抑制阴极反应两种，结果都是使腐蚀电流降低。
缓蚀剂的作用不仅如此，它作为金属的溶解抑制剂还有许多实用价值。
如用在化学研磨、电解研磨、电镀和电解冶炼中的阳极解、刻蚀等。
总之，在同时发生金属溶解的工业方面，或县为了抑制过度溶解或是为了防止局部浸蚀使之均匀溶解。
缓蚀剂都起着重要的作用。
另外，电镀中的整平剂，从其本来的定义备不属于缓蚀剂的畴；但是，其作用机理(吸附)和缓蚀剂的机理类似。
具有整平作用的物质，同时有效地作为该金属的缓蚀剂的情况也是常的。
下图给出了有无缓蚀剂的不同效果：图1 缓蚀剂的效果2 不同类型的缓蚀剂及其作用原理2.1 阳极型缓蚀剂及其作用原理阳极型缓蚀剂也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。
）图2 阳极型缓蚀剂作用原理2.2 阴极型缓蚀剂及其作用原理阴极型缓蚀剂也称阴极型抑制，其主要包括：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。
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向
缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向1 缓蚀剂概述在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，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”。
缓浊剂是具有抑制金属锈蚀性质的一类无机物质和有机物质的总称。
某些有机物质，被有效地吸附在金属的表面上，从而明显地影响表面的电化学行为。
其作用机理有抑制表面的阳极反应和抑制阴极反应两种，结果都是使腐蚀电流降低。
缓蚀剂的作用不仅如此，它作为金属的溶解抑制剂还有许多实用价值。
如用在化学研磨、电解研磨、电镀和电解冶炼中的阳极解、刻蚀等。
总之，在同时发生金属溶解的工业方面，或县为了抑制过度溶解或是为了防止局部浸蚀使之均匀溶解。
缓蚀剂都起着重要的作用。
另外，电镀中的整平剂，从其本来的定义备不属于缓蚀剂的畴；但是，其作用机理(吸附)和缓蚀剂的机理类似。
具有整平作用的物质，同时有效地作为该金属的缓蚀剂的情况也是常的。
下图给出了有无缓蚀剂的不同效果：图1 缓蚀剂的效果2 不同类型的缓蚀剂及其作用原理2.1 阳极型缓蚀剂及其作用原理阳极型缓蚀剂也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。
）图2 阳极型缓蚀剂作用原理2.2 阴极型缓蚀剂及其作用原理阴极型缓蚀剂也称阴极型抑制，其主要包括：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。
油田酸化缓蚀剂现状与发展趋势
油田酸化缓蚀剂现状与发展趋势摘要：石油及天然气开采过程中涉及到的地面和地下设备大都是金属材质。
而具有一定浓度酸液的使用直接导致金属材料的腐蚀。
腐蚀会大大缩短金属材料的使用寿命，增加作业成本，进而造成经济损失及有效资源的浪费。
作业施工设备受腐蚀后，会进一步导致施工风险增加，作业人员生命安全无法保障。
如何有效减少油井酸化过程中的酸液腐蚀问题一直是国内外研究者关注的重点。
常规的防腐措施主要有在金属表面涂覆防腐镀层、对金属做阴极保护，或者进行材料升级以及添加缓蚀剂。
相比之下，添加缓蚀剂最为便捷有效。
它能够在用量很少的情况下，便有效地降低环境介质对金属材质的腐蚀速率。
基于此，本文对油田酸化缓蚀剂现状与发展趋势进行深入研究，以供参考。
关键词：油田酸化缓蚀剂现状;发展趋势引言在油气田开采过程中，常常需要通过酸化来达到增产增注的目的，但在提高采收率的同时也大大加快了油气田设备和管道的腐蚀，缩短了它们的使用寿命。
目前，向酸化体系中加入酸化缓蚀剂是解决这一问题最经济有效的方法，其操作简单、成本低廉、适用性强，已被各大油气田广泛应用。
因此，研究环保高效的酸化缓蚀剂对油气田开采具有重要意义。
1酸化缓蚀剂缓蚀机理缓蚀剂的作用机理目前比较系统成型的理论有吸附理论、成膜理论、电化学理论以及软硬酸碱理论。
电化学理论主要是通过缓蚀剂对阴阳极的抑制阻止或者降低电化学反应来实现。
吸附理论分为物理吸附和化学吸附，物理吸附是缓蚀剂分子依靠静电相互作用于金属表面通过范德华力相互结合，这个过程受外界环境影响较少，但是容易受到金属表面电荷的影响，化学吸附是通过缓蚀剂分子中含有的未共用电子对元素如S、O、N等与含有空电子轨道的过渡族金属配合形成。
化学吸附相比于物理吸附更容易受外界环境因素影响，需要的吸附热更高，并且缓蚀剂与金属表面发生了化学变化。
成膜理论认为缓蚀剂分子与金属通过络合、界面反应等方式在金属表面形成一层不溶的缓蚀剂膜，阻止了金属表面与外界腐蚀环境的接触，抑制腐蚀的发生。
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酸洗缓蚀剂的应用研究现状及发展趋势周晓湘1,刘建平2(1.河南电力试验研究所,河南郑州 450052;2.武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉 430072) [摘要]概述酸洗和酸洗缓蚀剂对于热力设备的重要性,综述国内外酸洗缓蚀剂的研究状况及酸洗缓蚀剂的种类,文中针对工业生产中的不同情况,列举了硫酸酸洗缓蚀剂、盐酸酸洗缓蚀剂、氢氟酸酸洗缓蚀剂、硝酸酸洗缓蚀剂的应用现状,并阐明酸洗缓蚀剂的缓蚀机理及其发展趋势。
[关键词]酸洗;缓蚀剂;热力设备 [中图分类号]TG 174.42 [文献标识码]A [文章编号]1005-829X (2002)01-0016-03Pre sent state of the application of corro sion inhibitors toacid pickling and its development trendZHOU Xiao 2xiang 1,L IU Jian 2ping 2(1.Henan Elect ric Power Research Instit ute ,Zhengz hou 450052,Chi na ;2.College of A pplication Chem ist ry and Molecule Science ,W uhan U niversity ,W uhan 430072,Chi na )Abstract :The importance of acid pickling and corrosion inhibitors to thermal equipment is summarized.The in 2ternational and national present state of the research on corrosion inhibitors and their types are expounded.The mechanism and development trend of the corrosion inhibition are clarified.Key words :acid pickling ;corrosion inhibitors ;thermal equipment 酸洗广泛应用于各个工业部门中的换热设备、传热设备和冷却设备等的水垢清洗,特别是电力部门的热力设备(如锅炉)的酸洗尤其重要。
从社会经济的角度来看,可减少因污垢带来的燃料耗费;从环境保护的角度来看,减少了燃料废气和大气污染;从安全角度来看,锅炉和换热器等热力设备在使用过程中逐渐形成各类污垢,而这些污垢导热不良致使炉管局部温度升高,降低了钢材的强度,常常发生爆管事故,影响锅炉运行。
因此酸洗对于电厂的锅炉运行起着非常重要的作用〔1～4〕。
酸洗常用的酸有盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、氨基磺酸等无机酸,和柠檬酸、ED TA 等有机酸。
但由于酸对金属设备均有腐蚀作用,尤其无机酸的腐蚀更为严重,同时所放出的氢会向金属内部扩散,使被洗设备发生氢脆。
各种酸对铁的溶解能力由大到小如表1所示。
另外所析出的大量的酸性气体,会使劳动条件恶化。
因此在酸洗时要加入缓蚀剂,以抑制金属在酸性介质中的腐蚀,减少酸的使用量,提高酸洗效果,延长热力设备的使用寿命。
酸洗时不仅要考虑酸的溶铁能力,还应考虑垢成分、金属材质、废液处理方法等因素〔2〕。
故选择一种质量好的缓蚀剂是酸洗的重要环节,而了解各类缓蚀剂的缓蚀性能可以更好的进行防腐工作。
表1 各种酸对铁的溶解能力酸类铁的溶解量/mg ·L -1酸类铁的溶解量/mg ·L -1氢氟酸14柠檬酸4.4磷酸8.5苹果酸 4.2盐酸7.5EDTA 3.8草酸 6.2酒石酸 3.7甲酸 6.1羟基乙酸 3.7硫酸5.7氨基磺酸 2.9硝酸 4.4葡萄糖酸 1.4注:各种酸的质量分数为1%。
1 酸洗缓蚀剂的发展历史 关于酸性介质缓蚀剂的研究报道很多,根据有关文献记录,酸洗缓蚀剂第一个专利是1860年英国公布用糖浆及植物油的混合物作为酸洗铁板时的缓蚀剂。
此后相关报道也相继出现,如1872年英国发表了用动物、植物胶、麦等物的水抽提组分作为铁的缓蚀剂。
到了20世纪20年代,金属缓蚀剂有甲醛、蒽、喹啉、吡啶、硫脲及衍生物;40年代含氮的脂肪胺、芳香胺、杂环化合物、硫脲和硫醇已普遍作为酸洗缓蚀剂使用;50年代到60年代是有机缓蚀剂研究的鼎盛时期,每年都有大量的酸性介质缓蚀剂专利公布,70年代后复配组成的缓蚀剂增加,大量的研究工作转向于腐蚀的理论和测试方法。
80年代—61—2002年1月第22卷第1期 工业水处理Industrial Water Treatment Jan.,2002Vol.22No.1出现了苯并咪唑类多种不锈钢和碳钢的盐酸缓蚀剂、铜缓蚀剂和苄基季铵盐固体多用酸洗缓蚀剂等。
90年代至今所研制的酸洗缓蚀剂主要有咪唑啉类和含硫咪唑啉衍生物〔5,6〕,如SM-硫脲缩合物、IS -129咪唑啉类铜的盐酸缓蚀剂、脱氢松香基咪唑啉类缓蚀剂〔7〕、SH-707、IS-156、BH-2等〔8〕。
我国酸洗缓蚀剂的研究起步较国外晚,第一种酸洗缓蚀剂是1953年由天津重工业局化工研究所研制的天津若丁,又名五四牌若丁,其由25%(质量分数)二邻甲基硫脲苯、20%糊精、5%皂角粉非离子表面活性剂和50%氯化钠复配而成,它是我国最早研制成功的硫酸缓蚀剂。
并在天津钢厂硫酸酸洗钢板锈皮中得到了应用。
此后,1958年由长春应用化学研究所研究出仿苏的лб-5酸洗缓蚀剂;1961年沈阳化工研究所研制出沈1-D酸洗缓蚀剂;1977年由兰州石油化工机械研究所成功研制出硝酸酸洗缓蚀剂Lan-5,1982年研制成功多用酸洗缓蚀剂Lan-826;1986年武汉大学研制出水生植物抽提液L K-44缓蚀剂;90年代我国新研制的酸洗缓蚀剂有苯并咪唑类(KMA T)、季铵盐类(CMD18)、磺酸类(SM T-369)、多苯并咪唑(MMA)、胺衍生物(LN500系列)、烷基烯丙基喹啉(AAQ)等。
2 酸洗缓蚀剂的应用211 硫酸酸洗缓蚀剂 硫酸常在酸洗用量较大的金属材料酸浸除锈过程中作清洗主剂和在锅炉污垢中钙化合物含量很低的情况下用于酸洗锅炉。
由于硫酸浓度高,密度大,所以在等物质的量清洗条件下,洗一台锅炉所用工业硫酸的体积仅为盐酸的1/4,而且浓硫酸对钢铁几乎不腐蚀,这给化学清洗带来了极大的方便,可以大大简化储存、运输和配酸的系统。
用于硫酸溶液中的缓蚀剂主要有两种,一种是含氮化合物缓蚀剂,如胺、吡啶以及吡啶碱和醌、2-甲基吡啶、吡啶碘化合物和吡啶卤化物;另一种是含硫化合物的缓蚀剂,如硫脲以及硫脲衍生物等。
后者对碳钢在硫酸中的缓蚀效率更高。
国内用于硫酸酸洗的缓蚀剂品种有:天津若丁、沈1-D、工读-3号、Lan4-A、硫代乙酰苯胺、丙烯基硫脲、四氢噻唑硫酮、十二烷基甜菜碱、DA-6(苯胺与乌洛托品反应物)。
根据前苏联有关报道,在炔醇类、吡啶硫酸盐类缓蚀剂中加入Cl-、Br-、I-离子后能明显提高缓蚀剂的缓蚀效率,我国也相应研制了一些含卤离子的新型缓蚀剂如烷基苄基吡啶氯化物、十六烷基吡啶氯化物、乌洛托品和碘化钾、乙基喹啉碘化物。
此外,砷酸及其盐类、三氯化锑、二氯化锡、三氟化硼等无机缓蚀剂也是较好的硫酸酸洗缓蚀剂。
国外的硫酸酸洗缓蚀剂有动物性蛋白(KC)、喹啉碱(CHM),如美国的Rodine系列、日本的Ibit系列。
212 盐酸酸洗缓蚀剂 盐酸酸洗的效果好,盐酸本身的危险性比硫酸小,在当量浓度下,与氧化铁之间的反应速率比硫酸快。
但盐酸在超过40℃时易挥发,会导致酸液浓度下降,影响酸洗效果,故应注意控制温度。
另外,盐酸对金属氢脆敏感性较硫酸小,而且硫酸溶液中具有腐蚀抑制作用的缓蚀剂一般在盐酸溶液中也有缓蚀作用,因而盐酸酸洗日益取代了硫酸酸洗〔6〕。
对碳钢盐酸酸洗有效的缓蚀剂大多为含有N、O、S、P原子的有机杂环化合物,而以含氮化合物用得最多。
常见盐酸酸洗缓蚀剂有下列三种:(1)含氨化合物缓蚀剂,包括烷基胺和芳胺,饱和及不饱和的氮环化合物或乙烯氮化物缩合的多胺所合成的马尼什碱以及季铵、酰胺、聚胺等,如乌洛托品;(2)含硫化合物的缓蚀剂硫脲及衍生物,在酸洗液中,Fe3+离子是一种较强的去极化剂,如果积累较多会加剧钢的腐蚀而产生过酸洗的现象,苯硫脲与N H4HF3复合物能与Fe3+离子生成络合物,从而阻止过酸洗。
另外稀土硫脲化合物也是一种有效的缓蚀剂;(3)其他化合物的缓蚀剂,某些含磷化合物,如磷酸三丁酯既能抑制钢基体腐蚀和氢渗透避免发生过酸洗,又利于酸液再生循环。
国内常见盐酸缓蚀剂的性能见表2。
2.3 氢氟酸酸洗缓蚀剂 氢氟酸是一种弱无机酸,在空气中挥发,其蒸汽具有强烈的腐蚀性及毒性。
但其溶解氧化物的速率快,具有溶解硅垢(硅的氧化物)的特殊性能。
1968年氢氟酸酸洗首次在西德的一台运行后的超临界压力锅炉上使用获得成功。
此后,西德有40%的锅炉都采用氢氟酸酸洗。
虽然用氢氟酸酸洗存在操作不安全、价格高及污染环境的弊端。
但从氢氟酸的特性考虑,应用了新型缓蚀剂后,它的使用范围仍然很广泛。
国外研制的氢氟酸酸洗缓蚀剂,如西德研制的烷基硫脲和有机胺复配的Berin D-31、Berin O-74、Rodine-31A、Rodine-58、Dodigen-95、Fiumin -34;美国专利报道用含活泼氢的有机胺与α-酮—71—工业水处理2002-01,22(1) 酸洗缓蚀剂的应用研究现状及发展趋势表2 常用盐酸缓蚀剂的性能〔2〕缓蚀剂性能缓蚀剂名称IS-129IS-1567793天津若丁801工读3号-A抚顺改型若丁7801B使用介质5%HCl5%HCl5%HCl5%HCl5%HCl5%HCl5%HCl 缓蚀剂含量/%0.2～0.30.2～0.30.2～0.30.2～0.30.2～0.40.2～0.30.2～0.3静态腐蚀速率/g·m-2·h-10.43～0.650.2～0.220.47～0.520.58～0.650.680.66～0.70.25～0.80缓蚀率/%97.1～98.19997.73～9897.2～97.49797～97.1399不同Fe3+质量浓度下腐蚀速率/ g·m-2·h-1铁离子质量浓度/mg·L-100.420.440.380.630.560.680.271000.760.760.810.760.790.820.56300 1.33 1.45 1.24 1.33 1.11 1.30 1.09500 1.85 2.11 1.80 1.65 1.70 2.07 1.561000 3.25 3.14 3.24/ 3.15 3.27 3.01出现局部腐蚀的Fe3+质量浓度/mg·L-1大于1000有点蚀大于500有点蚀大于1000条状腐蚀大于1000有点蚀大于500有点蚀或α-醛的缩合物做氢氟酸缓蚀剂。