酰胺类缓释剂的研究进展

琼州学院化学专业

学年论文

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题目:酰胺类缓蚀剂的研究进展

姓名韦世菊

指导教师何节玉

学院理工学院

年级2011级

完成日期： 2014 年 6 月 15 日

酰胺类缓蚀剂的研究进展

（琼州学院、11化学、11218011、韦世菊）

摘要

酰胺类缓蚀剂的应用广泛，其性能表征主要有：失重法、极化曲线法、以及俄歇电子能分析法和扫描电镜分析法，同时也有一些简捷方便的方法：湿热试验、单片防锈试验以及叠片防锈试验等。本文从单酰胺类缓蚀剂、二酰胺类缓蚀剂以及多酰胺类缓蚀剂来综述了酰胺类缓蚀剂的研究进展，酰胺类缓蚀剂的研究应该向可再生、环境友好的方向进行。

关键词：单酰胺类缓蚀剂；二酰胺类缓蚀剂；多酰胺类缓蚀剂；酰胺类缓蚀剂；研究进展

一、前言：

随着人类社会的发展，各种各样的交通工具层出不穷，以及琳琅满目的作业道具，如汽车、飞机、火车、小车、插秧机等高科技产品，它们给人类带来方便的同时，也带给了人类烦恼：如何才能延长它们的寿命，减少磨损，减慢腐蚀速度？这是人们最为关注的问题。缓蚀剂却能解决一问题，它能延长各种高科技产品寿命。早在很久以前，人们已经开始了缓蚀剂的研究：1943年美国[11]Shell Development Co.研制生产了亚硝酸二环乙烷，次年又推出亚硝酸二异丙胺产品，用于军事工业，取得很好的防锈效果。50年代初，苯三唑对铜及其合金的优异防锈性能，引起科技节和企业人员广泛关注与重视。随着科技的进步，缓蚀剂得到快速的发展。中国在缓蚀剂的研究领域起步虽然较晚，但进展还是较为惊人的，各所高校及一些研究机构都作出了极大的贡献，有些方面的技术达到世界一流水平。

缓蚀剂是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腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物，因为缓蚀剂也是可以称为缓蚀抑制剂。这种保护金属的方法称缓蚀剂保护。缓蚀剂用于中性介质（锅炉用水、循环冷却水）、酸性介质（除锅垢的盐酸，电镀前镀件除锈用的酸浸溶液）和气质介质（气象缓蚀剂）。缓蚀剂的用量很少（0.1％-1.0％）但效果显著，虽然它不能改变金属在介质中的腐蚀倾向，但它能在金属表面形成保护膜，从而减缓金属的腐蚀速度，从而抑制金属的腐蚀。与其他防腐蚀

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，既可以单独使用，也可以和其他防腐蚀材料复合使用，从而达到更好的缓蚀效果。

二、缓蚀剂的应用

缓蚀剂[10]广泛地应用于石油化工、机械制造、交通工业部门，并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施，列入到生产工艺或操作规程中。石油工业是使用缓蚀剂最多的部门之一，从石油的钻探、开发、集输到炼制都要用到缓蚀剂，而用于油水井酸化的缓蚀剂，主要目的是为了减缓酸液对油管、套管的腐蚀，延长油管、套管的使用寿命。张煜旧等研制了一种咪唑啉衍生物，结果表明：油田平均检泵周期由83 d延长到158 d，81口井由164 d延长到256 d以上，最长达到488 d，井下管柱和地面集输系统的腐蚀明显减轻。因此，咪唑啉类缓蚀剂在油田应用中起到重要作用。随着技术的进步，缓蚀剂的应用领域已从传统部门扩展到新能源、电子器件、航天工业等高技术领域，一些新兴产业如化学源、飞机制造、汽车等也开始使用缓蚀剂技术来改善产品的质量或提高生产效率。孔繁清等研究了不同种类缓蚀剂对非晶态镁基储氢电极充放电循环稳定性的影响，结果表明：缓蚀剂可以改变镁基储氢电极表面与电解液之间的界面性质：在不显著降低电极最大初始容量的同时，改善了电极的循环稳定性。此外，随着能源战略的实施，缓蚀剂应用于污水治理和回用、烟气脱硫等环境治理工程开发报道越来越多。

三、酰胺类缓蚀剂的研究

2.1、酰胺类缓蚀剂按照酰胺个数，即结构分类将其分为三类：

单酰胺类缓蚀剂、二酰胺类缓蚀剂以及多酰胺类缓蚀剂。

2.1.1、单酰胺类缓蚀剂

单酰胺类缓蚀剂是利用所需原料合成得到的最终产物，产物的结构里只含有一个酰胺官能团的缓蚀剂。

喻学文[1]利用天然松香合成了松香马来酰胺乙醇基，并对此产物在中性介质中进行防锈性能测定,通过湿热试验、单片防锈试验以及叠片防锈试验测定了松香马来酰胺基乙醇防锈性能，并建立起了：通过以松香马来酰胺乙醇基为主缓蚀剂，将A3钢浸入不同浓度的溶液中进行试验，观察腐蚀效果，结果表明，在℃

49±下，随着缓蚀剂的浓度增大，

1

对A3钢的缓蚀效果越好，浓度达到0.50％及以上，24h还光亮无锈；以及通过4种不同浓度的松香马来酰胺基乙醇水溶液在℃

35±对一级灰口铸铁片进行防锈试验，实验结果

2

表明：单片或叠片一级灰口铸铁在缓蚀剂浓度达0.50％及以上，24h或更久，都无锈，

效果达到A级，叠片一级灰口铸铁而且还是无叠痕无锈蚀，达到理想的效果。通过观察防锈结果来判断缓蚀性能的简单易行的评价方法。并且重点考察了松香马来酰胺基乙醇在中性介质中对A3钢在不同的温度和不同的浓度下的防锈性能，得出它在中性介质中有很好的防锈缓蚀效果，还得出松香马来酰胺基乙醇缓蚀剂的最佳用量是：松香酰胺0.5％。同时表明松香马来酰胺基乙醇是一种非常好的水基防锈缓蚀剂。

烷醇酰胺磷酸酯表面活性剂也是很好的缓蚀剂。郑延成等[2]利用高级脂肪酸烷醇酰胺酯盐使用两步法合成了脂肪酸烷醇酰胺，经磷酸化反应及醇胺中和反应后制备了3种脂肪酸烷醇酰胺磷酸酯盐表面活性剂。测试了产物的组成及表面活性，通过电化学法和失重法考察了产物在矿化水中的防腐性能，且与其他缓蚀剂作了比较。在质量浓度为50，100mg/L的磷酸酯盐表面活性剂在50℃模拟盐水中进行电化学试验，以及不同脂肪酸链长的烷醇酰胺磷酸酯盐在50℃下恒温4d的静态失重腐蚀试验，结果均表明随着脂肪酸

碳数的增加，缓蚀性能先增加后降低。C

16N具有较好的缓释性能，C

14

N次之，C

18

N最差.

在模拟盐水中加入100mg/L产物C

16

N时极化缓蚀率可以达到71.7％，50℃、4d时失重率

平均腐蚀率为0.0716mm/a，满足油田注入水腐蚀速率的要求。

膦甲基酰胺缓蚀剂是对石油酸酰胺及石油酸咪唑啉胺改进的产物。商洪涛等[3]在石油酸酰胺中引入膦甲基基团得到了一种新型的污水缓蚀剂，有效改善了石油酸酰胺的缓蚀性能。采用极化曲线法、失重法以及俄歇电子能分析法和扫描电镜分析法研究了新型污水缓蚀剂膦甲基酰胺在碳钢表面的电化学及吸附缓蚀作用机理。膦甲基酰胺缓蚀剂在模拟油田污水中的极化曲线，表明加入不同浓度的膦甲基酰胺，与空白样相比：自腐蚀电位变化都很小，只有10mv左右。由此可以判断膦甲基酰胺为一种混合型缓蚀剂，其缓蚀剂对腐蚀电极反应的阴阳极都有作用。利用失重法试验，图1中3条线性曲线关系图，说明在模拟油田污水中，膦甲基酰胺在钢铁表面的吸附作用符合EL-Awady吸附等温式，并确定了其为一种吸附模型缓蚀剂。利用曲线你和参数数据集拟合曲线求得吸附平衡常数K和吸附自由能△G，在极稀浓度下△G=-2.303RTlg(55.5K)可以看出膦甲基酰胺的吸附平衡常数K最大，因而其在金属表面的吸附能力较强，主要是用为含氮多、磷吸附原子的极性基团和较长碳链的非极性基团所致。在俄歇电子能谱法分析中（图2），从图中看出，空白条件下钢片腐蚀最严重，水中含有部分溶解氧导致腐蚀外表层氧含量较高而造成腐蚀；在大部分表面层中硫含量都较高，在100nm左右硫含量下降，而铁环量突然

上升。说明金属表面腐蚀主要是H

2

S引起。大约3200s后铁含量基本稳定，腐蚀膜厚度大约在120nm.从图2分析可说明膦甲基酰胺是一种吸附模型缓蚀剂，腐蚀膜的厚度从空