1、有机缓蚀剂在界面反应成膜理论

有机缓蚀剂在界面发挥缓蚀作用的方式很多,包括吸附成膜、转化、反应和螯等。

a、有机缓蚀剂通过界面转化起缓蚀作用

研究发现,羟基、醛基、羧基等基团的缓蚀效果次于叁键,并且认为不饱和有机物的作用机理与腐蚀过程的初始阶段氢的还原相关。试验中在使用这类缓蚀剂时,金属的实际失量与按析氢量计算的值相差很大,金属的实际损失量总是多于按析氢量算得的理论计算值。这说明氢在腐蚀过程中一部分被缓蚀剂在界面转化而未被还原,即验证了转化机理在缓蚀过程中的作用。

b、聚合物膜的缓蚀作用

一些缓蚀剂能在界面处反应形成聚合物膜,从而对材料起到保护作用。聚合物保护膜性质稳定,因而其温度适用范围广泛。这类缓蚀剂聚合物膜的缓蚀效果远远优于其单体的缓蚀效果,一般两者要达到差不多的缓蚀效果时,两者的浓度可以相差几个数量级。

c、有机缓蚀剂形成表面配合物保护膜

分子中含有氨基,羟基,巯基,羧基等极性基团的缓蚀剂,通过和金属表面离子形成配位螯合物膜起保护作用。这类表面配合物结构稳定,溶解度低,能起保护作用。材料表面生成的配合物膜要十分致密,并且能很好地吸附在材料表面。

2、缓蚀剂的协同作用

a、活性阴离子和有机物之间的协同作用

研究发现活性较强的阴离子与一些化合物一起使用时,能很好地抑制材料的腐蚀,不同阴离子的缓蚀效果为:

                I->Br->Cl->SO42->ClO4-

另外在酸溶液中能以阳离子形式存在的有机物与活性较强的阴离子对于材料的缓蚀有良好的协同作用,它们能大大提高原来缓蚀剂的缓蚀效果。

b、中性溶液中的协同作用

中性溶液中不同缓蚀剂之间也有很好的协同效应,比如重铬酸盐和聚磷酸盐。单独使用重铬酸钠时,需浓度达到0.5g/L效果才比较明显;但两者混合使用时,缓蚀剂浓度只需为原来的十分之一就能产生相同的效果。等比例的铬酸盐与锌酸盐合用,在5mg/L10mg/L时即有协同作用。前面两种情况都是无机物之间的协同作用,同样地,有机物和无机物也能产生协同作用。比如亚硝酸盐和特种氨基磷酸酯,两者在非酸性环境下就能产生协同作用。

c、缓蚀剂协同作用的解释

存在活性阴离子时的协同作用,一般可解释为活性离子吸附,活性离子-金属偶极的负端朝向溶液,造成金属和溶液之间出现附加电位差,使金属零电荷电位正移,而有利于有机阳离子吸附。由于分子中的氮原子有未配对电子,与活性离子之间形成共价键化学吸附,产生协同作用。

协同作用与吸附层状态有关。吸附层中有不同的极性分子,它们之间相互发生作用,可以提高它们在材料表面的覆盖度或形成多分子层,进而增强了吸附层的稳定性。

加和效应产生协同作用。吸附机理相同的的不同缓蚀剂一起使用时具有加和效应,能产生协同作用。

3、活性阴离子在缓蚀过程中的作用

活性阴离子若能吸附在材料表面并能形成稳定的配合物时,就会对电极腐蚀过程产生影响。当阴离子与材料表面吸附作用很强时,因其无法再与溶液结合所以能抑制腐蚀;反之,当阴离子与材料吸附作用不强时,就会对电极腐蚀过程起促进作用。这种情况已在H2SNaINaSCN缓蚀组分时被观察到过。


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