界面型气相缓蚀剂和相界型气相缓蚀剂是气相缓蚀剂的两个主要类别。界面型气相缓蚀剂在金属表面取代水分子发生物理、化学或两者兼有的吸附从而形成吸附层,通过抑制阳极过程和阴极过程中的一个或两个,致使腐蚀电流密度降低,从而达到延缓腐蚀的目的。相界型气相缓蚀剂也称成膜型缓蚀剂,它能与金属材料本身或者其腐蚀产物复合形成一种能阻止金属与外界介质反应的三维防护膜,达到抑制腐蚀的作用。

(1)     界面型气相缓蚀剂

界面型气相缓蚀剂可分为阳极型和阴极型,分别增大阳极极化和阴极极化。添加阳极型缓蚀剂会使腐蚀电位正移并降低阳极反应速率。Gao等人发现,13-二乙氨基-2-丙醇是一类阳极型缓蚀剂,通过阻断金属表面的活性中心来抑制黄铜的溶解。阴极型缓蚀剂则能明显提高阴极析氢过电位,Abdel-Gaber等研究了N-N'(水杨醛)-13-丙二胺(Salpr)和它相应的钴络合物(Co(Salpr))对碳钢的缓蚀行为,发现它们都是阴极型缓蚀剂。

Salpr及其相应的Co(Salpr)复合物的结构式

混合型缓蚀剂分子中至少含有两种极性相反的基团,能在金属表面形成吸附层,既可以阻碍阳极金属的溶解,又能阻碍阴极发生还原,例如,十六烷胺、苯并三唑、硫基苯并噻唑等均为混合型缓蚀剂。

(2)     相界型缓蚀剂

相界型缓蚀剂可形成氧化膜,沉淀膜或是吸附膜等将金属与大气隔离开来。其中氧化膜型缓蚀剂能使金属表面氧化,发生钝化反应生成致密的氧化膜,抑制金属离子化,例如肉桂酸及其衍生物。沉淀膜(不溶性配合物膜)是缓蚀剂分子先吸附在金属表面,然后进一步与金属离子发生聚合反应生成的。这类缓蚀剂的特征是通常都含有ONS等电负性很高的原子。

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气相缓蚀剂的应用

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