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金属缓蚀剂

马尼什·库马尔·夏尔马*

美国纽约州布鲁克海文市Amneal制药有限责任公司分析研究与开发部

*通讯作者:
马尼什·库马尔·夏尔马博士
分析研究与开发部
Amneal制药有限公司
布鲁克海文,纽约,美国
电话:+ 1732-789-0035
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:30/01/2017;接受日期:01/02/2017;发表日期:03/02/2017

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腐蚀是金属与物质相互作用而发生的破坏环境。这是一个自然而不可避免的事件循环,金属倾向于回到它们来的状态。在这个词最常见的用法中,这意味着金属与水或氧反应时失去一个电子。腐蚀的证据就在我们身边,我们每天都被提醒它无处不在的作用。要准确估计腐蚀对国民经济造成的损失是非常困难的,但CC技术实验室公司在FHWA和NACE的支持下,于1999年至2001年进行了一项名为“美国腐蚀成本和预防策略”的研究,研究结果表明,美国每年估计的腐蚀直接成本总额达到惊人的2760亿美元,约占全国的3.1%国内生产总值(GDP) (1]。

低碳钢和铝等金属因其成本低、易于制造各种反应容器、储罐、管道等而广泛应用于大多数化学工业。由于它在腐蚀性环境中受到严重腐蚀,因此必须加以保护。在化学的多学科领域中,对腐蚀进行了大量的研究。工程冶金。为了了解金属在不同环境中腐蚀的机理,并通过采取各种预防措施来减少腐蚀,人们付出了巨大的努力,减少腐蚀的方法包括应用保护涂层、阴极和阳极保护、合金化以及单独或联合使用不同种类的抑制剂。第一类缓蚀剂通过与金属发生化学反应,在金属表面形成一层不可穿透的层起作用,最后一类缓蚀剂以机械屏障的方式起作用,通过增加腐蚀介质的粘度,使其有效地阻止腐蚀反应物和产物的扩散。

吸附抑制剂一般是有机化合物,包括胶体性质的物质。它们似乎在金属表面和与腐蚀介质的界面上形成一层膜,从而充当金属和腐蚀介质之间的屏障。这种类型的抑制剂也可以根据其化学结构在阳极或阴极位置优先抑制。然而,酸洗抑制剂似乎特别在有利于析氢的阴极区域起作用。阳极抑制剂是通过改变阳极区域的反应而起作用的物质。通常用阳极极化来描述它的作用。一些阳极抑制剂的例子是碱铬酸盐、硅酸钠、磷酸钠等。相反,阴极抑制剂消除阴极反应,类似地用阴极极化来描述它们的作用。在酸性溶液中,主要的阴极反应是析氢。

(水)图像

腐蚀可以通过减缓水合氢离子向阴极的扩散来减少。阴极抑制剂的例子是镍盐、锌盐、砷盐和锑盐。

铝和低碳钢在盐酸溶液中的腐蚀已被广泛研究[2-3.]。一些化学品作为缓蚀剂目前在工业上用于防止或降低金属在酸性介质中的腐蚀速率。由于这些化合物的毒性和高成本,绿色缓蚀剂(植物提取物)的开发受到了全球的广泛关注,因为它们被认为是廉价、环保、无毒和可再生的材料来源。

研究了几种天然存在的物质作为各种金属及其合金在不同腐蚀环境中的缓蚀剂,如黄豆、黄豆、马齿苋、黄豆、黄豆、黄豆提取和茄属植物surrattence(2-9]。在这些研究中,利用植物不同部位的粗提物作为缓蚀剂,发现缓蚀剂浓度越大,缓蚀剂的缓蚀效果越好。所有抑制剂都能显著降低腐蚀速率。

一般来说,抑制金属腐蚀是由于金属表面吸附了O、N、S原子等有机分子。在大多数情况下,生物碱的N和O负责吸附。这一过程可以阻断活性部位,从而降低腐蚀速率。生物碱的N原子由于具有较高的电子密度而成为反应中心,从而在金属表面形成一层单层。具有活性部分的有机抑制剂通常含有一端带正电胺氮基团的大碳氢链或环。在酸和水中,末端的伯胺、仲胺和叔胺基团获得额外的氢,使它们带正电荷或正电荷。极性胺基团被吸附在金属上,烃部分形成油性拒水表面膜。分子形状(不对称)有助于这些材料充当表面活性剂,并能稳定油和水的乳液。

绿色缓蚀剂的作用如下:

1.化学吸收作用金属表面的分子。

2.分子与金属离子复合形成,金属离子保持固态。

3.中和腐蚀剂。

4.吸附抑制剂。

由于长碳氢链和羟基的存在,它们提供了很大的覆盖范围。被亲水在自然界中,羟基抵消了链长的影响,保证了更高的溶解度。

结论

由于腐蚀造成的损失是非常重要的,因此通过使用缓蚀剂来减少金属腐蚀是很重要的。它们似乎在金属表面和与腐蚀介质的界面上形成一层膜,从而充当金属和腐蚀介质之间的屏障。绿色缓蚀剂是一种廉价、有效且大部分无毒的缓蚀剂,可以替代有毒化学品。

参考文献

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