羧甲基殼聚糖與殼聚糖磷酸酯在海水介質(zhì)中的緩蝕性能.pdf

1、海水是一種導(dǎo)電性能良好的電解質(zhì)溶液，金屬材料在海洋環(huán)境中必然會由于發(fā)生一系列的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)而劣化腐蝕破壞。緩蝕劑在保護(hù)資源、減少金屬材料腐蝕損失方面大有作為，合理使用緩蝕劑是防止金屬及其合金發(fā)生腐蝕的一種有效方法。
　　 本文對天然含氮有機(jī)化合物殼聚糖進(jìn)行羧甲基化和磷酸酯化改性，得到兩種緩蝕劑，通過失重實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和量子化學(xué)計(jì)算的方法研究了羧甲基殼聚糖和殼聚糖磷酸酯在天然海水中對碳鋼和紫銅的緩蝕性能和緩蝕機(jī)理。
　

2、　 對羧甲基殼聚糖在海水介質(zhì)中的緩蝕性能研究發(fā)現(xiàn)，隨著濃度的增加羧甲基殼聚糖對碳鋼的緩蝕率提高；對紫銅緩蝕率隨濃度增加先升高，當(dāng)濃度超過400mg/L時(shí)對紫銅的緩蝕率變化不大；在高溫下對碳鋼的緩蝕率隨濃度的增加而升高，在低濃度高溫下的緩蝕效果比低溫下好；在高濃度羧甲基殼聚糖溶液中對碳鋼預(yù)膜后，整體緩蝕率比對未預(yù)膜的提高。
　　 對羧甲基殼聚糖與其他添加組分的協(xié)同緩蝕效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，常溫下羧甲基殼聚糖與鉻酸鈉復(fù)配能起到很好的協(xié)同作

3、用：與葡萄糖酸鈣在常溫和40℃下都不適宜進(jìn)行復(fù)配使用；與硫酸鋅在40℃有較好的協(xié)同作用，而在60℃下協(xié)同緩蝕作用不明顯，有較多的絮凝沉淀物生成；與海藻酸鈉在60℃下協(xié)同緩蝕效果不好；在常溫和60℃下，與鉬酸銨能夠發(fā)生螯合作用，協(xié)同緩蝕作用不明顯，不適合復(fù)配。
　　 對殼聚糖磷酸酯在海水介質(zhì)中的緩蝕性能研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖磷酸酯對碳鋼和紫銅的緩蝕率都在300mg/L時(shí)達(dá)到最大；對碳鋼的緩蝕率隨溫度的升高先升高，超過50℃時(shí)緩蝕率降低：

4、對已腐蝕碳鋼、在干濕交替條件下碳鋼都有很好的腐蝕抑制作用，對無氧海水條件下的碳鋼的緩蝕作用不受溶解氧的影響；對碳鋼的緩蝕率隨著浸泡時(shí)間的延長而升高，最高可達(dá)96.23％，殼聚糖磷酸酯能夠在較長時(shí)間內(nèi)保持高效。
　　 通過電化學(xué)極化和交流阻抗譜測試研究發(fā)現(xiàn)，碳鋼和紫銅在添加羧甲基殼聚糖與殼聚糖磷酸酯海水中的自腐蝕電位都發(fā)生移動，緩蝕劑分子吸附在金屬表面上，使得電荷轉(zhuǎn)移阻抗值變大，雙電層電容降低；在海水介質(zhì)中殼聚糖磷酸酯為抑制陰極型

5、緩蝕劑，羧甲基殼聚糖為能同時(shí)抑制陰陽極但以抑制陰極過程為主的混合型緩蝕劑。
　　 量子化學(xué)計(jì)算得出了羧甲基殼聚糖和殼聚糖磷酸酯的最優(yōu)化結(jié)構(gòu)和前線軌道。糖苷環(huán)供電子能力很強(qiáng)，環(huán)上-OH及-NH2含有孤對電子的元素或基團(tuán)可直接與金屬元素上的空軌道形成配位鍵，成為活性吸附的中心，在-OH及-NH2發(fā)生吸附的基礎(chǔ)上與金屬的空d軌道形成螯合鍵，特別是與Fd+和Fe3+發(fā)生螯合作用。殼聚糖磷酸酯分子中含有電負(fù)性更高的P原子，與金屬原子或Fe