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[原创] 『海川翻译组原创』缓蚀剂介绍(下)

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发表于 2018-3-7 10:37:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

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英文题目:An Introduction To Corrosion Inhibitors
原文链接:点我
原文作者:ankur2061
翻译员ID:@kid_ptd
校对员ID:@我的化学浪漫

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缓蚀剂分类
缓蚀剂的化学成分能够和金属表面反应,或是和其所处环境中的物质反应,在金属表面形成保护层。缓蚀剂通常是吸附在金属表面,通过形成一层薄膜来实现保护作用。缓蚀剂通常是以溶液或悬浮液的形式被使用,一些情况下也会直接将其纳入涂层的配方当中。缓蚀剂减缓腐蚀的步骤如下:

-增加阳极或阴极的极化行为(塔菲尔斜率)
-减少离子向金属表面的运动或扩散
-增加金属表面的电阻

不同作者对缓蚀剂的分类也各不相同,一些作者偏向于按照缓蚀剂的化学功能进行分类,详述如下:

无机型:通常为矿物质盐类,如铬酸钠、磷酸盐、钼酸盐等。这些物质中只有它们的阴离子参与减少金属腐蚀的过程。当使用锌元素代替钠元素时,锌阳离子可以提供一些有益的效果。这类含锌的添加物被称作混电荷缓蚀剂。

有机阴离子型:磺酸钠、膦酸盐、或是巯基苯并噻错(MBT)类物质通常使用在冷却水或是防冻剂溶液中。

有机阴离子型:浓缩的形式下,这类物质会表现为液体或是腊状的固体。它们的活性基团通常是大型脂肪链或是芳环类,并配有带正电的有机胺基团。

然而,目前缓蚀剂最流行的组织分类,还是按照其功能作用重组后的结果,详述如下:

钝化缓蚀(阳极缓蚀)
这类缓蚀剂会使腐蚀电势发生大面积的阳极转化,迫使金属表面进入钝化的范围。常见的有两类钝化缓蚀剂:一类是氧化离子型,如铬酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐等,它们可以在无氧环境下使钢铁钝化;另一类是非氧化离子型,如磷酸盐、钨酸盐和钼酸盐等,则只在有氧条件下形成钝化。

这是最有效的一类缓蚀剂,因此相关应用也最为广泛。基于铬酸盐的缓蚀剂是其中最便宜的一种,一直在各类应用场景中使用直到最近数年(例如内燃机的循环冷却系统、精馏塔、冷冻单元、冷却塔)。典型的例如0.04%至0.1%浓度的铬酸钠,就被用于这些应用场景中,当温度更高或是新鲜水中的氯含量超过10ppm时,则需要使用更高浓度的铬酸钠。必要时,向体系中加入氢氧化钠并调节pH在7.5至9.5之间。而当铬酸盐的浓度低于0.016%时,体系的腐蚀会加速。因此,定期进行比色分析以避免此类情况发生是十分必要的。总之,当浓度低于最低限制时,钝化缓蚀剂确实会造成点蚀并加剧腐蚀,因而分析、跟踪缓蚀剂的浓度非常关键。


阴极缓蚀
阴极缓蚀剂会直接减缓自身的阴极反应,或是选择性的沉积在阴极表面,以增加表面的阻抗并限制还原性物质向这些表面扩散。阴极缓蚀剂可以提供以下三种不同的缓蚀机理:(1)作为阴极毒性物;(2)作为阴极沉积物;(3)作为除氧剂。一些阴极缓蚀剂会作用于使氢的重聚和释放变得更加困难,例如含砷或是锑的化合物。另一些则是以氧化物沉积,在金属表面形成保护层,如钙离子、锌离子或镁离子。除氧剂类型则是通过抑制氧气导致的阴极去极化来防止腐蚀。室温环境下,最常用的除氧剂大约就属亚硫酸钠了(Na2SO3).

有机缓蚀
在有机缓蚀剂存在的场景中,有时会同时存在阳极和阴极的作用。但是作为通用的准则,有机缓蚀剂只有达到足够的浓度后,才会对腐蚀金属的整个表面起作用。有机缓蚀剂通常特指为成膜剂,会在金属表面形成疏水的薄膜以保护金属。保护作用取决于其化学组成、分子机构以及与金属表面之间的吸引力。由于成膜作用是一个吸附过程,体系内的温度和压力是非常重要的影响因素。有机缓蚀剂的吸附与其自身的离子电荷以及金属表面的电荷直接相关。阳极缓蚀剂如有机胺,或是阴极缓蚀剂如磺酸盐,将会受金属表面带负电荷或正电荷的影响,偏向性地进行吸附。吸附连接的强度是表征可溶性有机缓蚀剂的决定性因素。

这类材料吸附在金属表面的分子会形成一层保护膜,用以阻挡金属溶解在电解液中。金属表面的覆盖程度与缓蚀剂的浓度正相关,因此介质中缓蚀剂的浓度至关重要。对于任何指定的缓蚀剂,在某类特定的介质中使用都具有某最佳浓度。例如,在pH为7.5的水中,配合17ppm的氯化钠或是0.5%质量分数的乙基辛醇使用,0.05%浓度的苯甲酸钠或是0.2%浓度的肉桂酸钠都是非常有效的。而乙二醇冷却水系统中的腐蚀则会因使用乙醇胺作为缓蚀剂而得到控制。

沉淀缓蚀
诱导沉淀的缓蚀剂通常是作用在金属表面,成膜并直接阻断阳离子和阴离子的一类物质。这类缓蚀剂会促成物质在金属表面沉积,从而形成一层保护膜。含有高浓度钙离子和镁离子的硬水比软水腐蚀性更小,就是硬水中的盐类容易沉积在金属表面并形成保护膜。

这类缓蚀剂最常见的代表是硅酸盐和磷酸盐。例如,在众多的生活水软化剂中添加硅酸钠,可以防止锈水的形成。在带气的热水系统中,硅酸钠也能保护钢材、紫铜和黄铜类材料。然而,这种保护并非总是可靠的,它很大程度上取决于pH,以及某种受水的组成和温度影响的饱和指数。磷酸盐同样需要氧气以提供有效的缓蚀作用。虽然硅酸盐和磷酸盐提供的保护程度不如铬酸盐和亚硝酸盐,但在要求无毒性添加物的场景中,它们非常有用。

挥发类缓蚀剂
挥发类缓蚀剂(VCIs)也称作气相缓蚀剂(VPIs),是在封闭环境中,能够通过挥发作用转移到腐蚀点的一类物质。在锅炉中,一些挥发性物质如吗啉、联氨等,会跟随蒸汽一同气化,通过中和酸性的二氧化碳,或是将金属表面的pH调节至更低的酸性和腐蚀性,从而避免冷凝器的管束中发生腐蚀。在船运货仓一类的封闭气相空间中,还可使用挥发性固体,如二环己胺、环己胺等。和金属表面接触后,这些盐类的气体冷凝、水解,并释放出保护性的离子。对于某有效的挥发类缓蚀剂,其快速的缓蚀作用和长期的缓蚀功效都是需要的,然而这两种属性依赖于缓蚀剂的挥发性,快速作用需要高挥发性,而长期保护则恰好相反。

 

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sea7000 + 5 + 1 热心助人

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 楼主| 发表于 2018-3-7 10:39:51 | 显示全部楼层
请两位回帖领奖@kid_ptd @我的化学浪漫

 

 楼主| 发表于 2018-3-7 10:40:55 | 显示全部楼层
@双木_DTQO @Jacob(经纬)82 @henjuese @yx5494 @HP0377 @子,他不语 @kid_ptd @zhdw0906 @cslgwbb @yangshaoj2005 @Ameba @w1d3d55 @13996816971 @良辰美梦 @mech_zhou @我的化学浪漫 @liuquan1100 @大奔驰 @zhangfei272 @猎鹰2014 @Hansonwen @jslx2012 @liangmaoqian @yeyeyess @13666899405 @在水一方zwb @gengen1115 @xupei19880919 @海川user @只为伊人心独醉 @myworld1978 @疯狂蜗牛 @601087456 @dhgsjw @panshutao @1qaz2wsx3edc4 @qwl @rsq98 @yusmile @gllwxl @nijunri @rooselvt001 @xiao00 @lhdlch @yts98 @zhaojiafeng @718583438 @cherry_NJIR @13110450376 @卢彦祥 @518_AIEV @平水一目 @SDHZZXM @聚宝盆一 @bxgsx @gwjjq @tangml @舍我其谁芳 @ggw2010 @李彦鹏陕煤集团 @lxj741120 @jackwen @hity630703 @wolf19890625
各位多多支持 感谢您的阅读

 

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帅哥双鱼座龙

发表于 2018-3-7 11:06:55 | 显示全部楼层
过来阅读,标记下~~~

 

发表于 2018-3-7 12:28:41 | 显示全部楼层
为论坛服务!文章很不错 很详细 希望更多的人能读到

 

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chaofans + 10 + 2 + 50 热心助人

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发表于 2018-3-7 13:26:29 | 显示全部楼层
支持支持

 

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参与人数 1财富 +10 魅力 +2 海川币 +100 收起 理由
chaofans + 10 + 2 + 100 辛苦了~~~

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发表于 2018-3-7 16:45:21 | 显示全部楼层
翻译的很不错,给翻译员和校对员大大的赞!

 

 成长值: 2701

水瓶座帅哥

发表于 2018-3-8 08:43:31 | 显示全部楼层
翻译的非常好

 

发表于 2018-3-8 10:31:26 | 显示全部楼层
感谢分享!!!

 

发表于 2018-3-9 10:41:17 | 显示全部楼层
已推荐在联合利华的化工党来阅读了~

 

点评

好厉害  详情 回复 发表于 2018-3-9 11:37
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