苯扎氯銨和2-氨基噻唑?qū)?5#鋼在稀硫酸中的緩蝕性能以及水溶性防銹劑研究.pdf

1、本論文依據(jù)有機(jī)緩蝕劑的篩選原則,選取了苯扎氯銨(DBDACl)和2-氨基噻唑作為45＃鋼的緩蝕劑,采用動(dòng)電位極化曲線(xiàn)、交流阻抗、失重法、掃描電鏡和量子化學(xué)計(jì)算的方法研究了其在0.1mol/L硫酸溶液中的緩蝕機(jī)理。相對(duì)于2-氨基噻唑而言,苯扎氯銨對(duì)45＃鋼的緩蝕效果更好,論文以苯扎氯銨為主緩蝕劑,配伍以其它一些助劑,制備了一種水溶性防銹劑。選用水溶性石蠟與水按一定固含量配比得到的實(shí)用性防腐預(yù)處理劑,45＃鋼經(jīng)過(guò)這種預(yù)處理劑處理后在0.1m

2、ol/L硫酸中的耐腐蝕能力得到顯著提高。
　　本論文得到以下主要結(jié)論:
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:單獨(dú)使用2-氨基噻唑作為緩蝕劑時(shí),緩蝕效率隨著2-氨基噻唑濃度的升高而增加,當(dāng)2-氨基噻唑的濃度達(dá)到約600mg/L時(shí),緩蝕效率最大,繼續(xù)升高2-氨基噻唑的濃度,其緩蝕效率反而下降。量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果顯示2-氨基噻唑的雜環(huán)及氨基的電子密度最為密集,說(shuō)明雜環(huán)及氨基有很強(qiáng)的供電子能力,可與金屬鐵的d空軌道形成配位鍵。表面形貌分析也顯示加入2-

3、氨基噻唑腐蝕6個(gè)小時(shí)后45＃鋼試樣表面腐蝕程度較低。
　　單獨(dú)使用苯扎氯銨作為緩蝕劑時(shí),緩蝕效率也隨著緩蝕劑濃度的升高而增大,當(dāng)苯扎氯銨的濃度為300mg/L時(shí),緩蝕效率達(dá)到最優(yōu)值,繼續(xù)升高緩蝕劑的濃度緩蝕效率反而降低。量子化學(xué)計(jì)算表明DBDA+接受電子的能力與金屬Fe作用的趨勢(shì)要大于供出電子的能力與Fe作用的趨勢(shì)。表面形貌分析也顯示加入苯扎氯銨后的腐蝕6個(gè)小時(shí)后試樣表面腐蝕程度輕微。
　　結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所做的熱力學(xué)計(jì)算表明:

4、苯扎氯銨和2-氨基噻唑在45＃鋼表面的吸附都遵循Langmuir等溫模型,即兩種緩蝕劑在45＃鋼表面的形成單分子吸附層,分子之間相互作用力可忽略;且△Gads都為負(fù)值,表明兩種緩蝕劑的吸附過(guò)程為自發(fā)過(guò)程;△Gads的絕對(duì)值都在20kJ/mol和40kJ/mol之間,表明兩種緩蝕劑在金屬表面的吸附是物理吸附和化學(xué)吸附共同作用的結(jié)果。
　　石蠟對(duì)環(huán)境友好,價(jià)格低廉,所以作為防腐蝕預(yù)處理化學(xué)制劑有很好的前景。本論文選用水溶性石蠟以一定的

5、比例溶于水,得到水溶性防腐蝕預(yù)處理劑A。電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)當(dāng)石蠟乳液中的固含量為7.2％(質(zhì)量百分比)時(shí),腐蝕電流最小,緩蝕效率達(dá)到90%。失重結(jié)果與電化學(xué)測(cè)試的結(jié)果相差很大,吸附膜不夠牢固,在腐蝕介質(zhì)中浸泡一段時(shí)間后,保護(hù)膜脫落導(dǎo)致的。
　　水溶性防腐蝕預(yù)處理劑B。將緩蝕效率較高的苯扎氯銨,配伍以其它一些助劑,得到一種水溶性防銹劑。改變配方中苯扎氯銨的濃度,配方的緩蝕效率隨著緩蝕劑的濃度增加而增加,當(dāng)苯扎氯銨的濃度0.25%,緩蝕效

6、果較好,苯扎氯銨與Fe形成配位鍵,在金屬表面形成一層保護(hù)膜,從而抑制了腐蝕。但是,失重試驗(yàn)的數(shù)據(jù)與電化學(xué)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)不相符,可能是形成的吸附膜不夠牢固,在腐蝕介質(zhì)中浸泡一段時(shí)間后,保護(hù)膜脫落導(dǎo)致的。將B配方中依次減少一種物質(zhì),動(dòng)電位極化曲線(xiàn)和交流阻抗譜都顯示配方中缺少苯扎氯銨和苯并三氮唑,腐蝕電流密度明顯增大,電荷轉(zhuǎn)移電阻變小,沒(méi)有起到緩蝕的作用,苯扎氯銨和苯并三氮唑可能存在著協(xié)同效應(yīng)。將苯扎氯銨和苯并三氮唑固定,依次增加配方中的其它物質(zhì)