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緩蝕(shi)劑(ji)類型(xing)很多(duo),今天我們(men)就(jiu)一(yi)起來了解一下保護膜(mo)類(lei)緩蝕劑(ji)。
保護膜類
除了(le)中和性(xing)能的水處(chu)理劑(ji),大部(bu)分水處理(li)用的緩蝕劑的緩蝕機理(li)是在(zai)與水(shui)接(jie)觸的金屬表(biao)面(mian)形成一(yi)層(ceng)将金(jin)屬和水(shui)隔離(li)的金屬保(bao)護膜,以達(da)到緩(huan)蝕目的。根據緩(huan)蝕劑形成(cheng)的保(bao)護(hu)膜(mo)的類型,緩(huan)蝕劑可分爲氧(yang)化膜(mo)型、沉(chen)積膜(mo)型和吸附(fu)膜型(xing)緩蝕劑(ji)。
①氧(yang)化膜型緩蝕劑
鉻酸(suan)鹽、亞(ya)硝酸鹽(yan)、钼(mu)酸鹽、鎢酸(suan)鹽、釩(fan)酸鹽、正(zheng)磷酸鹽(yan)、硼酸鹽等均被看(kan)作(zuo)氧化膜型(xing)緩蝕(shi)劑。鉻(ge)酸鹽(yan)和亞硝酸鹽都(dou)是強氧(yang)化劑,無需水(shui)中溶(rong)解氧(yang)的幫助即能與(yu)金屬(shu)反應,在金(jin)屬表面陽(yang)極區形成(cheng)一(yi)層緻密(mi)的氧化膜(mo)。其餘(yu)的幾種,或因本(ben)身氧化能(neng)力弱,或因(yin)本身并非(fei)氧化劑,都需要(yao)氧的(de)幫助才能(neng)在金屬表面形(xing)成氧(yang)化膜。由于(yu)這些氧化(hua)膜型(xing)緩蝕(shi)劑(ji)是通過(guo)阻抑(yi)腐蝕(shi)反應(ying)的陽極過程來(lai)達到緩蝕的,這些陽極(ji)緩蝕劑(ji)能在陽(yang)極與金(jin)屬離(li)子作(zuo)用形成氧化物或氯(lü)氧化物。沉積(ji)覆(fu)蓋在陽極(ji)上形成保(bao)護(hu)膜,以鉻(ge)酸鹽爲例,它在(zai)陽極(ji)反應形成(cheng)cr(oh)3和fe(oh)3,脫水後成爲cro3和fe2o3的(de)混合物(主(zhu)要是γ-fe2o3)在陽(yang)極構(gou)成保(bao)護膜。因此(ci)有時又(you)被(bei)稱作(zuo)陽極型緩蝕劑(ji)或危險(xian)型(xing)緩蝕劑,因爲它們一旦劑量不(bu)足(單(dan)獨緩蝕時,處理(li)1l水,所需劑量往(wang)往高達(da)幾(ji)百、甚(shen)至上千毫克)就會造成點蝕,使(shi)本來(lai)不太嚴重(zhong)的腐蝕問題(ti),反(fan)而變得更(geng)加嚴(yan)重。氯離(li)子、高溫(wen)及高(gao)的水(shui)流速(su)都會破壞氧化(hua)膜,故在(zai)應(ying)用時,要根據工(gong)藝條(tiao)件,适當改(gai)變緩(huan)蝕劑(ji)的濃度。矽(xi)酸(suan)鹽也可(ke)粗略地歸到(dao)這一類(lei)裏來,因爲它主(zhu)要也(ye)是通(tong)過阻抑腐(fu)蝕反應的(de)陽極過程來達(da)到緩(huan)蝕(shi)的。但是,它不(bu)是通(tong)過與(yu)金屬鐵本身、而(er)可能是由(you)二氧化矽與鐵的腐(fu)蝕産物(wu)相互作(zuo)用,以(yi)吸附(fu)機制(zhi)來成膜的。
②沉澱膜型緩(huan)蝕劑
鋅的碳酸鹽、磷酸(suan)鹽和氫氧化物,鈣的碳(tan)酸鹽和磷酸鹽是最常見的沉(chen)澱膜型(xing)緩蝕劑。由于它們系由鋅、鈣陽(yang)離子與碳酸根、磷酸根和氫氧根陰離子(zi)在水(shui)中、于金屬表面(mian)的陰極區反應而沉(chen)積成(cheng)膜,所(suo)以又(you)被稱作陰(yin)極型緩蝕劑。陰(yin)極緩蝕劑(ji)能與(yu)水中有(you)關離子(zi)反應(ying),反(fan)應(ying)産物(wu)在陰極沉(chen)積成(cheng)膜;以(yi)鋅鹽(yan)爲例(li),它(ta)在(zai)陰(yin)極部位(wei)産生zn(oh)2沉澱(dian),起保護膜的作用。鋅(xin)鹽與其他緩蝕劑複合使用可(ke)起增效作(zuo)用,在(zai)有正磷酸鹽存(cun)在時,則有(you)zn3(po4)2或(zn,fe)3(po4)2沉(chen)澱出來(lai)并緊緊(jin)粘附于金屬表面,緩(huan)蝕效果更(geng)好。在實際(ji)應用(yong)中,由于鈣(gai)離子(zi)、碳酸根(gen)和(he)氫氧根在(zai)水中是天然地存在(zai)的,一般隻需向(xiang)水中加入可溶(rong)性鋅鹽(例如(ru):硝酸鋅(xin)、硫酸(suan)鋅或(huo)氯化鋅,提供鋅離子(zi))或可溶性(xing)磷酸鹽(例如:正(zheng)磷酸(suan)鈉或可水(shui)解爲(wei)正磷酸鈉(na)的聚合磷酸鈉,提供(gong)磷酸根),因此,通(tong)常就把(ba)這些可溶性(xing)鋅鹽和可(ke)溶性磷酸(suan)鹽稱爲沉積膜型緩(huan)蝕劑或(huo)陰(yin)極型(xing)緩蝕劑(ji)。這樣,可(ke)溶性磷(lin)酸(suan)鹽(包括聚合(he)磷酸鹽(yan))就既是氧(yang)化膜型緩(huan)蝕(shi)劑,又(you)是(shi)沉積膜型緩蝕(shi)劑。另(ling)外,一些含(han)磷的有機(ji)化合(he)物,如(ru)有機磷酸(suan)(鹽)、有機磷(lin)酸酯(zhi)和有(you)機磷羧酸(suan),也可(ke)歸(gui)到這類(lei)緩蝕(shi)劑中,大約(yue)與其最終(zhong)能水(shui)解爲正磷酸鹽(yan)不無(wu)關系(xi)。由于(yu)沉澱型(xing)緩蝕膜(mo)沒有(you)和(he)金屬表(biao)面直接(jie)結合,而(er)且是(shi)多(duo)孔的,往(wang)往出(chu)現在(zai)金屬(shu)表面附着不好(hao)的現(xian)象,緩蝕效(xiao)果(guo)不如氧(yang)化型(xing)膜。
③吸附(fu)膜(mo)型緩(huan)蝕劑
吸附膜型(xing)緩蝕(shi)劑多爲有(you)機緩蝕劑(ji),它們具有極性基因(yin),可被金屬的表面電(dian)荷(he)吸附,在(zai)整個陽極和陰(yin)極區(qu)域形成一層單分子膜,從而阻止或減緩(huan)相應電化學的反應。如某些含(han)氮、含硫(liu)或含羟(qiang)基(ji)的、具(ju)有(you)表面(mian)活性的有機化(hua)合物,其分子中有兩種性質相(xiang)反的(de)基(ji)團;親水基和親油(you)基。這(zhe)些化合物的分(fen)子以親(qin)水(shui)基(例(li)如,氨基)吸附于金屬(shu)表面上,形成一層緻(zhi)密的(de)憎水膜,保護(hu)金(jin)屬表(biao)面不(bu)受水腐蝕。牛脂胺、十六烷胺和十八烷(wan)胺等被稱作(zuo)“膜胺”的(de)胺類,就(jiu)是水處理(li)中常見的吸(xi)附(fu)膜型(xing)緩蝕(shi)劑。巯基苯并(bing)噻(sai)唑、苯并三(san)唑和甲(jia)基苯(ben)并三唑(zuo)等是有色金屬(尤其是銅(tong))的理(li)想緩蝕劑(ji)。它們雖然(ran)與銅(tong)金屬本身作用成膜,但與(yu)上述(shu)典型的(de)氧(yang)化膜(mo)型緩蝕劑不同(tong),不(bu)是(shi)通過氧化(hua),而是通過與金(jin)屬表面(mian)的(de)銅離(li)子形成絡(luo)合物,以化(hua)學吸附成(cheng)膜的。當金屬表(biao)面爲清潔或活(huo)性狀态時,此類(lei)緩蝕(shi)劑能(neng)形成緩蝕(shi)效果令人(ren)滿意的吸附膜(mo)。但如果金(jin)屬表(biao)面有(you)腐蝕産物(wu)或有垢沉積的(de)情況(kuang)下(xia),就很難(nan)形成效(xiao)果良好(hao)的緩蝕膜,此時(shi)可适(shi)當加(jia)入少量表(biao)面活性劑(ji),以幫助此類緩蝕劑(ji)成膜。
由于(yu)緩蝕劑的(de)緩蝕(shi)機理在于(yu)成膜(mo),故迅(xun)速(su)在金屬表面上形成一(yi)層密而(er)實(shi)的膜(mo),乃獲得緩蝕成功之關(guan)鍵(jian)。爲了(le)迅速,水(shui)中緩蝕劑的(de)濃度應該足夠高(gao),等膜形(xing)成後,再降至隻對膜(mo)的(de)破(po)損起(qi)修補作用的濃(nong)度;爲(wei)了密實,金(jin)屬表面應(ying)十分(fen)清潔(jie),爲此,成膜前對金屬(shu)表面(mian)進行化學清洗(xi)除油、除污(wu)和除(chu)垢,是(shi)必不(bu)可少(shao)的步(bu)驟。
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