绿色缓蚀剂的研究现状及举例

绿色缓蚀剂的研究现状及举例总结国内外缓蚀剂的发展不难发现，虽然各种介质中缓蚀剂的研究成果层出不穷，但其在实际运用中却不够完善和成熟。尤其是绿色环保型缓蚀剂研究仍处于实验探索阶段，在该领域仍需要在提高缓蚀作用效果、机理研究和低成本低污染等方面做得更深入的研究。我国近10年对各类缓蚀剂的研究和应用发展很快，部分产品性能达到国际领先水平，但总体水平与国外还有很大差距。研究人员认为今后应着重从以下几个方面探索绿色缓蚀剂的发展：1从天然植物、海产植物中，提取、分离、加工新型绿色缓蚀剂有效成分的方法。2利用医药、食品、工农业副产品提取有效缓蚀剂组成，并进行复配或改性处理，开发新型绿色缓蚀剂。3运用量子化学理论、灰色关联分析、人工神经网络方法等科学技术合成高效低毒多功能新工艺型绿色缓蚀剂和低聚体新型绿色缓蚀剂。4对钼酸盐、钨酸盐、稀土元素金属等无机缓蚀剂深入进行研究，研制出新型高效绿色缓蚀剂。5利用先进的分析测试仪器和新的研究方法，研究缓蚀剂的作用机理及协同作用机理，指导新型绿色缓蚀剂的开发。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的化学物质或复合物.

（1）根据产品化学成分，可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物类缓蚀剂。

①无机缓蚀剂无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等。

②有机缓蚀剂有机缓蚀剂主要包括膦酸（盐）、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。

③聚合物类缓蚀剂聚合物类缓蚀剂只要包括聚乙烯类，POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。

（2）根据缓蚀剂对电化学腐蚀的控制部位分类，分为阳极型缓蚀剂，阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。

①阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用，生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。这样就抑制了金属向水中溶解。阳极反应被控制，阳极被钝化。硅酸盐也可归到此类，它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的的。

阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度，以使全部阳极都被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。

②阴极型缓蚀剂抑制电化学阴极反应的化学药剂，称为阴极型缓蚀剂。

锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物，钙的碳酸盐和磷酸盐为阴极型缓蚀剂。阴极型缓蚀剂能与水中、与金属表面的阴极区反应，其反应产物在阴极沉积成膜，随着膜的增厚，阴极释放电子的反应被阻挡。在实际应用中，由于钙离子、碳酸根离子和氢氧根离子在水中是天然存在的，所以只需向水中加入可溶性锌盐或可溶性磷酸盐。

③混合型缓蚀剂某些含氮、含硫或羟基的、具有表面活性的有机缓蚀剂，其分子中有两种性质相反的极性基团，能吸附在清洁的金属表面形成单分子膜，它们既能在阳极成膜，也能在阴极成膜。阻止水与水中溶解氧向金属表面的扩散，起了缓蚀作用，巯基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺等属于此类缓蚀剂。

（3）根据生成保护膜的类型分类

除了中和性能的水处理剂，大部分水处理用的缓蚀剂的缓蚀机理是在与水接触的金属表面形成一层将金属和水隔离的金属保护膜，以达到缓蚀目的。根据缓蚀剂形成的保护膜的类型，缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型缓蚀剂。

①氧化膜型缓蚀剂铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、正磷酸盐、硼酸盐等均被看作氧化膜型缓蚀剂。铬酸盐和亚硝酸盐都是强氧化剂，无需水中溶解氧的帮助即能与金属反应，在金属表面阳极区形成一层致密的氧化膜。其余的几种，或因本身氧化能力弱，或因本身并非氧化剂，都需要氧的帮助才能在金属表面形成氧化膜。由于这些氧化膜型缓蚀剂是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的，这些阳极缓蚀剂能在阳极与金属离子作用形成氧化物或氯氧化物。沉积覆盖在阳极上形成保护膜，以铬酸盐为例，它在阳极反应形成Cr(OH)3和Fe(OH)3，脱水后成为CrO3和Fe2O3的混合物（主要是γ-Fe2O3）在阳极构成保护膜。因此有时又被称作阳极型缓蚀剂或危险型缓蚀剂，因为它们一旦剂量不足（单独缓蚀时，处理1L水，所需剂量往往高达几百、甚至过千毫克）就会造成点蚀，使本来不太严重的腐蚀问题，反而变得更加严重。氯离子、高温及高的水流速都会破坏氧化膜，故在应用时，要根据工艺条件，适当改变缓蚀剂的浓度。硅酸盐也可粗略地归到这一类里来，因为它主要也是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的。但是，它不是通过与金属铁本身、而可能是由二氧化硅与铁的腐蚀产物相互作用，以吸附机制来成膜的。

酸洗缓蚀剂的其他分类方法

(l)按保护的金属不同分类。可分为钢铁缓蚀剂，铜合金缓蚀剂，铝、铝合金缓蚀剂等。

(2)按缓蚀剂的溶解性能分类。可分为油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂、油水容性缓蚀剂等。

(3)按缓蚀剂用途不同分类.可分为冷却水缓蚀剂、油气井缓蚀剂、石油化工工艺缓蚀剂、酸洗缓蚀剂等。

(4)按酸洗缓蚀剂本身分类。可分为钢铁及其他金属材料的酸洗(浸)缓蚀剂、设备(包括中央空调)的酸洗缓蚀剂。

(5)按缓蚀剂的化学成分分类。可分为无机和有机缓蚀剂酸性介质缓蚀剂的类型、特征及使用：X/a!L,];?*u*h3i

金属材料酸浸除锈，锅炉及其他装置酸洗除垢，油井酸化工艺及炼油、化工生产装置中，均需向酸性介质中添加缓蚀剂，以防止酸性介质对金属腐蚀，并减少酸性溶液的消耗量。例如在硫酸溶液酸浸金属材料或制品时，如不向酸溶液中添加缓蚀剂时，由于硫酸对金属的溶解属防腐蚀用气相防锈剂。*G(J8C)R.`

A．水溶性缓蚀剂油罐底部的水，须经常排放，故要求这种缓蚀剂价廉。常用的无机缓蚀剂有亚硝酸盐。当水中含有硫化合物时，可以用有机缓蚀剂苯甲酸胺。.n(U6y.`/F7}:L"H

B．油溶性缓蚀剂一般可使用酰化肌氨酸及其衍生物。

C．气相防锈剂常用的有亚硝酸二环乙铵。5v9}!`&q'~-A*A6B6~

12．输油管缓蚀剂早期多使用亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐等无机化合物，但多不令人满意。目前广泛使用有机化合物，除前面提到的一些有机化合物外，还有喹啉、环已胺、吗啉及二乙胺等。

13．油船缓蚀剂游船压载舱用缓蚀剂均不使用水溶性缓蚀剂，因为消耗量大，成本高。为此采用一种所谓漂浮法解决游船压载舱的腐蚀问题。即在压载水顶部加入不溶性有机缓蚀剂，由于水面上下浮动，此时防护膜即可在罐内全部内表面上形成，从而可减少缓蚀剂用量。漂浮法常用的缓蚀剂为咪唑啉衍生物、硫酸盐、不饱和脂肪酸的混合物等。2A2K"s'|9x"P.H

14．炼油装置缓蚀剂炼油装置腐蚀原因较为复杂，但常压蒸馏塔顶的腐蚀，本质上是酸性介质引起的。关于引起装置腐蚀的因素

可归纳以下几个方面：

（1）原油组成：原油中除含烃类化合物外，还含有水分，水分中常溶解有各种腐蚀性气体，腐蚀各种金属设备0v$i&C6p3R(m0Z(Z

（2）温度：石油炼制工艺工程的温度范围较宽，原油储罐一般处于常温条件，原油通过加热炉管及蒸馏塔时，温度可能高达400℃以上。在不超过230℃的情况下，使用缓蚀剂可以抑制某些酸性介质对金属腐蚀。当温度超过150℃时，将会引起腐蚀过程在质及量两个方面的较大变化。缓蚀剂的效果，一般随温度上升而降低。)d6t9{7S;~+r

（3）流速：流速增高腐蚀增大，特别在高温条件下，高的流速会引起腐蚀加剧。

（4）酸度及气体含量：炼油装置中，溶解的酸性气