气相缓蚀剂PPT
谢谢！
各种化合物对钢铁的保护能力
由试验结果可见，一些有机化合物浸涂过的纸对金属有一定的防锈作用， 这就是气相缓蚀剂对金属的防护
气相缓蚀剂的蒸汽压
气相缓蚀剂挥发成气体的难易程度可以其蒸汽压表示。气相缓蚀剂的蒸汽压 决定了防锈作用的诱导期、持久性和有效作用半径。
气相缓蚀剂的蒸汽压越高，表示他挥发越快，这样到达金属表面的缓蚀剂可 较快到达足够的蒸汽浓度而使金属得到保护。如果蒸汽压太低，即缓蚀剂挥发过 慢，诱导期太长，有可能使金属表面还未达到足够的缓蚀剂浓度之前，腐蚀因素 先 起作用而使金属锈蚀。
气相缓蚀剂
01 气相缓蚀剂的使用特点
02 常用的气相缓蚀剂
目 录
03 气相防锈材料
04 研究与进展
Part1 气相缓蚀剂的使用特点
气相缓蚀剂对金属防锈性能
各种气相缓蚀剂对金属防护性能， 通过许多试验对其进行了评价。具有腐 蚀能力的气体有酸性的二氧化碳、二氧 化硫、硫化氢，也有碱性的氨气和盐分， 金属有钢铁，也有非铁金属，如以各种 化合物浸涂的纸作为气相防锈材料，在 65.5℃水蒸气中对钢片作了168h试验， 可得到下所列出的结果。
碳酸环已胺
通过腐蚀试验，CHC对 铝、钢上镀铬、黄铜上 锡焊、钢上镀锌、锡均 有保护作用。对镉略有 保护，对黄铜上镀铬无 影响，但对铜、黄铜有 侵蚀作用。
对有色金属有良好缓蚀性 能的气相缓蚀剂。棕红色 液体铬酸叔丁酯的蒸气压 使锌钝化，此时锌的抗蚀 性大于在铬酸溶液中钝化 的结果。它可用以保护锌 和钢，还能对一些合金进 行保护，铬酸叔丁酯遇水 分解。
多载体应用式气相缓蚀剂
⑤气相合成：将制造气相缓蚀剂的 原料，在需要保护的环境中，按气相 合成的原理制成气相缓蚀剂气氛。此 法适用于制品内腔金属壁的防锈;
⑥气相防锈：适用于机加工过程中， 工序间投泡或喷淋防锈;
⑦气相防锈油法：适用于齿轮箱和 内燃机气缸等防锈;
⑧纸(布)载体法：这是国内外使用 普遍的一种形式;
其它气相防锈材料
将气相缓蚀剂吸收到泡沫 塑料中，将泡沫塑料粘贴 到设备内侧面防锈；用吸 湿材料做载体，例如沸石， 它能在缓蚀剂被吸收后很 快被释放。
Part4 研究与进展
多效能通用气相缓蚀剂
气相缓蚀剂在近二十年里，主要用 于钢铁类金属制品的保护。但对非铁金 属则有不同程度的腐蚀或不相容。对黑 色金属和有色金属同时具有缓蚀作用的 多效能气相缓蚀剂的研究和应用，一直 是气相缓蚀剂的重点发展方向。
在使用之前应详细了 解气相缓蚀剂的性能 和带包装的金属材料
气相防锈粉末、片剂
气相缓蚀剂以粉末或结晶状直接使用。用容器盛装后放入包装或装在透气布、纸 内悬挂在金属附近，对于某些金属表面（非工作面），也可直接撒在表面。
蒸气压高的可放稍远处， 蒸气压低的只能放在近处。
对于锅炉、热交换器的管 子防锈，只能将耐久性好 的缓蚀剂粉末与诱导期短 的缓蚀剂粉末联合使用， 喷吹后两端密封。
但是，过高的蒸汽压会使缓蚀剂消耗过快而不能长期保留防锈条件。因此， 选择适当蒸汽压的气相缓蚀剂是其应用中的一个重要问题。一般认为，常温下蒸 汽压为0.133~0.013Pa的缓蚀剂使用较为合适。由于完全密封不易实现，通常总 是希望使用低蒸汽压的缓蚀剂。
一些气相缓蚀剂在常温下蒸汽（133.32pa)
可以看出，各种化合物因其相对分子质量和结构不同而有 差别较大的蒸汽压。相对分子质量小的化合物蒸汽压较高，离 子化合物蒸汽压较低，而分子内化学键共价性越高，蒸汽压越 高；原子极性键增加，蒸汽压下降，但仍能适合于应用。如将 环己胺和碳酸环己胺共用，可使诱导期缩短，可以长期防锈。 化合物的蒸汽压随温度的升高而上升。为了缩短低蒸汽压气相 缓蚀剂的诱导期，可以用气相防锈材料作防锈包装后稍稍加热， 可稍提高其挥发速度。
气相缓蚀剂溶解度
气相缓蚀剂有时以溶液形式使用，在制造和加工过程也需要各种溶剂。几种 常见的气相缓蚀剂在各种溶剂中的溶解度如表所示：
气相缓蚀剂的成分特点
气相缓蚀剂中应含有在湿气作用时能离解出一个或几个保 护性基团的成分。对刚有效的基团有： 对铜和锌有效的基团： 对铝和镁有效的基团：
气相缓蚀剂的吸附和其他性能
国外报道的高效低毒和高稳定性 的钢铁用气相缓蚀剂多为眯唑类化合 物。日本报道了对多种金属有良好防 锈效能的通用型气相缓蚀剂。 国内许 多高等院校和科研院所，近年来也都 在致力于高效低毒气相缓蚀剂的研究。 研究和开发低聚型缓蚀剂是高效低毒 气相缓蚀剂的发展方向。
混合型多组分气相缓蚀剂
选择气相缓蚀剂必须有两个最基本的条件，即在其成分中应含有 一个或几个缓蚀基团，再就是具有适当的蒸气压。这就需要将不同燕 气压的两种或几种缓蚀剂混合使用。两者混合使用取长补短，既能持 续长效防锈，又能缩短缓蚀剂达到平衡的时间。对多种金属组合件的 防锈也主要是选择混合型气相缓蚀剂。此时选择的混合型气相缓蚀剂， 应具有接近的蒸气压，否则将会由于某-组分挥发过早而导致其不相适 应的金属锈蚀。因此，必须有相近的挥发程度，以便在接近的时间内 發两种气相缓蚀剂分别优先吸附在金属表面。较好地协同增效、避免 不良影响。
DICHAN除于纸上作内包 装时，对Fe金属防护期 较长;DICHAN对铁有较 好的缓蚀作用。但 DICHAN对黄铜、钢上镀 锌、镁的侵蚀较大，对 铅和钢上镀锡也有一定 的侵蚀，对铝有一定保 护作用。
气相缓蚀剂的典型代 表。从20世纪40年代 开始应用至今。白色 晶状物，熔点178~ 180C，溶于水，水溶 液近中性，在醇类中 溶解度较大。
气相防锈剂应具有吸附性。气相防锈剂的作用效力，在相当程度上取决于它的吸 附能力和它与金属表面的结合稳定性。此外，还要求气相防锈剂有良好的化学稳定性， 不受光和热的影响。
Part2 常用的气相缓蚀剂
1
2
3
4
亚硝酸二环 己胺
碳酸环已胺
铬酸叔丁酯
苯并兰唑
硝酸二环己胺
气相缓蚀剂的典型代表。 从20世纪40年代开始应 用至今。白色晶状物， 熔点178~ 180C，溶于水， 水溶液近中性，在醇类 中溶解度较大。
铬酸叔丁酯
但无损于CrO3-的 钝化作用。某些 合金浸人后仍能 得到较好保护。
苯并兰唑
无色或淡黄色絮状 针形晶体，有味， 熔点95~98C，在 98~ 100C时可升华。
BTA由于在室温下有一定蒸 气压，因此，在接触状态 和气相状态下对铜都有缓 蚀作用。BTA对钢铁无防蚀 作用，但可以和钢铁用气 相缓蚀剂配合使用，同样， 对钢铁及铜合金有缓蚀效 果。BTA在很多溶剂中有较 高溶解度，在浸涂纸时很 方便，可制成多种气相防 锈纸。
气相防锈液
将气相缓蚀剂溶于水或 有机溶剂，配成溶液， 再将其喷在金属制品表 面上，或浸泡、喷淋， 即可起到防锈保护。
气相防锈塑料薄膜
用气相缓蚀剂处理过的 透明塑料薄膜制成袋， 盛放金属部件后热焊封 袋口。常用缓蚀剂有羧 酸环己胺、苯甲酸乙醇 胺等。
气相粘胶带
一种具有气相防锈性能的 亚敏粘胶带，粘贴在金属 表面时，对金属表面起防 锈作用，去除时拉开即可。 国外已应用于汽车零件、 刃具、机床导轨等。
精密金属工件不允许粉末 污染，用片剂较为合适。 片剂中的粘结剂和填充剂 要能和气相缓蚀剂相容， 且具有良好稳定性。
气相防锈纸
气相防锈纸是应用最广泛的气相防锈材料。将气相缓蚀剂溶于水或有机溶剂， 将溶液滚涂、刷涂或浸涂在原纸表面，干燥后，即可制成气相防锈纸。纸上含气相 缓蚀剂的量一般在5-10g/m3。
20世纪60年代初，苯三唑打开了气 相缓蚀剂保护铜基材料的大门，后实验 证明苯三唑及其衍生物有良好的缓蚀性 能。除苯三唑及其衍生物外、铬酸盐类 化合物、邻硝基化合物对多种有色金属 均有缓蚀作用。
高效低毒气相缓蚀剂
高效低毒气相缓蚀刑在气相缓蚀 剂的发展过程中，亚硝酸盐占据着主 导位置。在21世纪，开发低公害、无 污染的气相缓蚀剂是当务之急。
Part3
气相防锈材料
气相缓蚀剂的优点是以气相缓蚀剂为基础，可制成各种防锈材料。气 相防锈材料主要包括以下几种及其他防锈材料。
气相缓蚀剂，无载 体，粉末或结晶
气相缓蚀剂溶液， 气相防锈液
气相防锈塑料薄膜，塑料薄 膜中含有气相缓蚀剂
气相缓蚀剂浸涂纸， 气相防锈纸
气相防锈油。防锈油中 加入气相缓蚀剂
包装金属制品，涂有缓蚀剂的防锈面朝内；
作为衬垫用于容器内，涂有缓蚀剂的面朝内；
塞入管状金属制品内，抑制管内壁生锈；
将气相防锈纸的碎片散放，使用方便且 无粉末污染。
在制作气相防锈纸时，为使缓蚀剂不 从纸上脱落且改善气相防锈纸的性能， 可采用以下措施：
A 在气相缓蚀剂涂覆溶液中应加入胶黏剂； B 在纸的背面涂一层石蜡或在塑料纸的背
⑨气相薄膜法：经气相缓蚀剂处 理后,制成具有透明、可挠，可热 封、兼有接触与气相防锈的特点的 薄膜
⑩可剥离的气相防锈粘胶带：在 基材的一面涂布一层有机硅酮防粘 剂，另一面涂布一层含有气相缓蚀 剂的压敏胶，贴在金属表面，既可 防锈义能防止金属划伤。
气相缓蚀剂缓蚀机理的研究
混合型气相缓蚀剂蒸气压的最佳配比、气相缓蚀剂有效作用 距离的研究，与有色金属及镀层，与塑料、橡胶、油漆、木材、 油脂、玻陶、胶粘剂、火药、干燥剂等非金属材料的适应性或相 容性等问题，仍需要进行深入的研究。建国50多年来，我国气相 缓蚀剂材料品种、规格、技术和质量均有较大的发展和提高，但 总的水平与国外发达国家还有差距。为了加快科技进步，以教学、 科研、生产相结台的产业结构必将促进我国气相缓蚀剂技术更快 地发展。
多载体应用式气相缓蚀剂
关于气相缓蚀剂技术的应用形式，主要有: ①粉末法：将气相缓蚀剂粉末装人纱布或无纺布袋内或直接散布于机械设 备的不同部位; ②片、丸、锭剂法：将气相缓蚀剂加适量的胶粘剂材料调和均匀，压制成 不同形状的片，丸，锭剂; ③气溶胶法：将气相缓蚀剂置于由贮存器、加热器和风扇组成的装置内， 它所产生的气溶胶或烟雾凝聚在金属表面，剩余的缓蚀剂被排出并重复使用; ④泡沫颗粒法：将气相缓蚀剂与发泡材料制成泡沫颗粒，或将气相缓蚀剂 溶液浸泡分子筛。蒙脱石或硅胶干燥剂，干燥后放置全属制品内起防锈作用;
金属防锈-第二章-缓蚀剂及其应用
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原理 • 这种缓蚀剂加入润滑油中还能改值它们的润滑性能， 阻抑金属表面催化润滑油的氧化过程，使润滑油的热 氧化稳定性提高。
注意 • 制备缓蚀剂石油磺酸钡的原油分子量在300-470之间， 并多含有长烷侧链的芳香烃，长侧链的碳原子数在24 左右为好，这样的石油磺酸钡油溶性和防锈性都较好 。
• 它常与石油磺酸钡或二壬基磺酸钡复合使用，可以 获得强化效果。 • 也常用它配制长期封存的防锈油，由于其油溶性、 稳定性好，特别适用于发动机内部长期封存用。
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、 、
4、硬脂酸铝 • 基础性质 • 白色粒状或粉末状固体 ,硬脂酸铝可分为单、 双、叁硬脂酸铝，其化学式可分别表示为：
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二、水溶性缓蚀剂作用机理 1、生成致密氧化膜： 与金属发生作用，并在金属表面生成不溶 性的致密氧化物薄膜，从而阻止了金属的阳极 过程 ，起到缓蚀作用。 缓蚀剂能很好地吸附在金属表面上，占据 了金属晶格中最活泼的位置，从而降低了金属 的反应活力。
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三、缓蚀剂作用影响因素 1、浓度的影响
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2、温度的影响 第一种情况是在较低的温度范围内缓蚀效率很 高，当温度升高时，缓蚀效率变显著降低。
缓蚀剂添加量 （盐酸中氯化氢含量 的﹪） 3﹪沈1—D、 0.05﹪As2O3
2 腐蚀率 g / m h
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5、环烷酸锌（704） • 基本性质 • 纯净优质的产品是淡黄色透明的粘稠液， 但一般常呈黑色胶状；从结构上讲，环烷酸为 带有五环和六环烷烃同系物的混合物 ：
金属防锈-第二章-缓蚀剂及其应用教学内容
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3、流速的影响 对溶液进行搅拌，大多数情况下会引起缓
蚀效率的降低。由于流速的增大，甚至还会加 速腐蚀，使缓蚀剂变成激发剂。
由于介质的流动，会使缓蚀剂分布均匀， 或者使膜不断生成，缓蚀效率的提高。
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2-2 水溶性缓蚀剂及防锈水
水溶性缓蚀剂 能够溶解于水，并以少量添加在水溶液中
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二、水溶性缓蚀剂作用机理
1、生成致密氧化膜： 与金属发生作用，并在金属表面生成不溶
性的致密氧化物薄膜，从而阻止了金属的阳极 过程 ，起到缓蚀作用。
缓蚀剂能很好地吸附在金属表面上，占据 了金属晶格中最活泼的位置，从而降低了金属 的反应活力。
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• 安全缓蚀剂
• 危险缓蚀剂
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三、缓蚀剂作用影响因素 1、浓度的影响
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2、温度的影响
第一种情况是在较低的温度范围内缓蚀效率很 高，当温度升高时，缓蚀效率变显著降低。
缓蚀剂添加量
腐蚀率 g / m2 h
（盐酸中氯化氢含量 20℃ 40℃ 520℃ 的﹪）
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• 氢氧离子 、亚硝酸根 • 有机阳离子中的氮与金属以配位键相结合
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2、成膜理论 缓蚀剂与金属作用生成钝化膜或缓蚀剂与
介质中的离子反应形成沉淀膜而使腐蚀减缓。
（1）氧化膜型缓蚀剂 缓蚀剂本身作为氧化剂或以介质中溶解氧
作为氧化剂，使金属表面形成钝态的氧化膜， 从而减缓金属的腐蚀。
气相缓蚀剂及其特点
⽓相缓蚀剂及其特点目前，防止金属腐蚀的方法多种多样，包括使用涂料、电镀、电化学保护、使用缓蚀剂等。
缓蚀剂是一种防腐蚀化学品，将其少量物质加入到腐蚀介质中，借助其该物质在金属表面上发生物理、化学作用，能够显著降低金属材料的腐蚀速度。
许多无机和有机化合物均可以用来作为缓蚀剂。
缓蚀剂按其作用机理，可分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂、吸附型缓蚀剂和沉淀膜型缓蚀剂。
缓蚀剂按其作用的物理状态可分为非挥发性和挥发性缓蚀剂两种。
前者主要用于液体介质中，与金属表面直接接触而发挥作用，包括油溶性缓蚀剂和水溶性缓蚀剂；后者又称气相缓蚀剂，具有良好的挥发性，使用时不用接触金属表面，其有效的缓蚀成分在常温下自动挥发至金属表面而起到保护作用。
气相缓蚀剂（vaporphase inhibitor,VPI），又叫挥发性缓蚀剂（volatile corrosion inhibitor,VCI），或气相缓蚀剂。
在金属储运过程的一定时间和空间里，只需加量的这种物质，依靠它所挥发的缓蚀分子或缓蚀基团在金属表面的作用，就能使金属免受大气腐蚀或降低腐蚀速度。
气相缓蚀剂及气相防锈包装材料的成功应用，对于金属制品、器械、工序间半成品的储存、包装、运输和保管是一项重大的技术进行步，它具有下列一些技术特性：1：在被气相缓蚀剂挥发的气体充满了的整个包装空间，对裸露的金属表面均有良好的防锈作用，因而无须考虑金属的形状和结构，有着广泛的适用性；2：采用气相缓蚀剂保护的金属构件，其表面无需其它防锈处理，且包装工艺简单、可靠、使用方便；3：气相缓蚀剂的使用无需特殊设备，生产占地面积小，包装成本较低；4：防锈期较长，一次封存可长达3～5年，有的甚至可封存10年以上不发生锈鉵；5：可保持金属制品的清洁、美观，改善操作工人的操作环境；6：气相缓蚀剂有良好的节能作用，即使包产表面有水，并且外界空气中有湿气，防锈剂有效成分会溶解于水分中防止生锈。
在金属制品的储运过程中常采用在金属表面涂敷防锈油脂的方法来防止金属制品的锈蚀，使用时需要再用烃类溶剂脱除防锈油，近年来由于烃类溶剂造成环境污染，有禁止使用的倾向，所以使用防锈油的暂时性防锈方法受以一定的限制。
2--缓蚀剂
第2 章 缓蚀剂
第2 章 缓蚀剂
（2）酸性介质中的缓蚀剂 ） 该类缓蚀剂一般用于金属除锈及除氧化皮的酸洗过程中， 故称酸洗缓蚀剂。 该类缓蚀剂的作用是在酸溶解金属上的氧化皮、锈蚀产 物的同时，抑制酸对金属基体的溶解。酸洗缓蚀剂的缓蚀 效率按照下式计算：
不用缓蚀剂时的腐蚀速 度 − 使用缓蚀剂的腐蚀速度 不用缓蚀剂时的腐蚀速 度
第2 章 缓蚀剂
（3）油溶性缓蚀剂 ） 结构： 结构：油溶性缓蚀剂分子结构的特点是不对称性，一 般由极性和非极性的两个基团构成。常见的极性基团有
− OH ,−COOH ,− SO3 H ,− NH 2
它们与金属、水具有很强的亲和力；非极性基团主要 是烃基，具有亲油憎水性。因此，当油溶性缓蚀剂与金属 接触时，会发生缓蚀剂分子在油—金属界面的定向吸附。 — 作用机理： 作用机理：有两种理论 a：成膜理论：该理论认为，缓蚀剂分子吸附在金属表 ：成膜理论： 面后，会与金属发生化学反应，生成难溶于水的钝化膜 （相膜），从而阻滞了腐蚀电池的电极过程。如BTA即属 于该类。
第2 章 缓蚀剂
一般金属为弱的电子接受体，称为软酸；而高价的金属阳 离子如Fe3+，AL3+成为硬酸，电负性较强的F、O、N化合 物中的阴离子为强的电子给予体，为硬碱，电负性较小的 S、P、Br、I等化合物的阴离子则为软碱。 硬酸与硬碱形成物理吸附，软酸与软碱形成化学吸附。 （Ｂ）化学吸附： 大部分有机缓蚀剂分子中，含有以氧、氮、硫、磷为 中心原子的极性基团，具有一定的供电子能力。两者可以 形成配位反应而发生化学吸附。该吸附具有明显的吸附选 择性。过程为不可逆，受温度影响小。化学吸附多为抑制 阳极反应。
第2 章 缓蚀剂
（2）阴极型缓蚀剂： ）阴极型缓蚀剂： 酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸锌、砷离子、锑离子等， 能使阴极过程减慢，增大酸性溶液中氢析出的过电位，使 腐蚀电位向负移动。此类缓蚀剂是“安全型缓蚀剂” 作用过程：a成膜型阴极缓蚀剂，腐蚀过程在研究生成 的OH-与缓蚀剂反应生成的不溶性物质使金属表面形成膜 层，阻碍阴极反应。（硫酸锌，碳酸氢钙及镁，锰等钢铁 缓蚀剂）；b增加氢离子放电过电位的缓蚀剂，在酸性溶 液中砷离子、锑离子等在金属表面析出时，提高了氢离子 放电的过电位而抑制氢离子的还原反应。 （3）混合型缓蚀剂： ）混合型缓蚀剂： 同时抑制阳极反应及阴极反应，例如含氮、含硫以及 既含氮有含硫的有机化合物、琼脂、生物碱，硅酸钠，铝 酸钠等。
金属腐蚀第8章 缓蚀剂
§8.3 海水介质中缓蚀剂的应用 一、海水介质中碳钢缓蚀剂
最早有关海水中碳钢缓蚀剂的报道是英国的Clay于1946年发表在 Petroleum Eng．杂志上，他提出用甲醛作海水中碳钢的缓蚀剂。随后， Wyllie和Cheesman发表文章认为NaNO2—KH2PO4的混合物可对海水中的 碳钢提供保护。Hoar则对淡海水中NaNO2的缓蚀作用进行了研究。在此之 后，研究方向转向了正磷酸及其有机物方面。Rogers于1959年发表了用缓 蚀剂对用于海水环境中的船舱压载物进行保护的研究报告。所用的缓蚀剂 为正磷酸、磷酸苯胺、磷酸吡啶，浓度范围为(2～15)×10-5。Dillon则于 1965年发表了用小量的正磷酸[浓度为(5～15)×10-5作海水中钢的缓蚀剂的 报告。他们的研究结果表明，即使是在最好的条件下应用，正磷酸及有机 磷酸盐对海水中碳钢的缓蚀率最高也不超过85%。
三、成膜理论 指缓蚀剂与金属作用生成钝化膜，或者与介质中的离子反应生成沉积 层而使金属缓蚀，分为氧化膜、沉积膜和胶体膜三种。 2．沉积膜 它是由缓蚀剂与阴极反应产物生成难溶性氢氧化物。例如： O2+ 2H2O +4e == 4OH- ， Zn2+ + 2OH- == Zn(OH) 2↓ 缓蚀剂 沉积膜 或者与阳极反应产物生成不溶性膜，例如： 2NaOH+Fe2+ ==Fe(OH)2↓+2Na+ HPO42- +Fe2+ ==FeHPO4↓ ； HORNH3(氨基醇)+Fe3+ + 3Cl== [HORNH3][FeCl3]↓ 加入HPO42- ，HORNH3可以阻止无保护性的Fe(OH)2向具有保护性的 Fe(OH)3转化。
二、吸附理论
缓蚀剂
盐水溶液 低熔点液体
缓蚀剂的类型：—按保护对象分类
• 铜缓蚀剂： • 铝缓蚀剂： • 锌缓蚀剂：
• 铁缓蚀剂：
• ……
实际应用对缓蚀剂的要求
• 高缓蚀效率： • 低商品价格： • 广原料来源： • 快缓蚀效果：
一般要求！
• 长使用寿命：
• 易表层修复： • 小环境污染； • 少附带影响。
化学稳定性好 缓蚀剂形成的保 护膜容易修复 缓蚀剂的使用不影 响基体材料的性质
导体的 电阻率
R
l S
l 2d M
阻变化。
试样的横截面积
腐蚀产物的？ 或是金属的？
反应电流与腐蚀电流
电化学反应
nF nF nF i i o expRT h exp RT h i icorr exp nF h exp RT h RT
腐蚀过程
fa f
没有缓蚀剂
f有Corr
f无Corr
fc
lg i有co lg i无co
抑制阴极过程
lg i
加入混合 型缓蚀剂
fa
fCorr fc
lg i有co lg i无co lg i
f
没有缓蚀剂
既抑制阴极过程 也抑制阳极过程
未来缓蚀剂的研究方向
• 从天然植物、海产动植物中提取、分离缓蚀剂 组分，并进行化学改性； • 对无机盐缓蚀剂进行改性； • 开发有机酸衍生物的环境友好型缓蚀剂； • 应用分子设计理论开发高分子型缓蚀剂； • 利用工业废物提取、分离缓蚀剂组分； • 加强对缓蚀剂污染成分的处理； • 缓蚀剂现代测试方法研究
g
缓蚀剂降低金属 腐蚀速度的倍数
Vo V
或者 g
气相
气相缓蚀剂的性能指标1.1 缓蚀性能气相缓蚀剂分子中应该含有1 个或1 个以上的缓蚀基团,以使气相缓蚀剂具备一定的缓蚀性能。
优异的气相缓蚀剂缓蚀效率可以达到95 %以上。
1.2 饱和蒸汽压气相缓蚀剂大多用于密闭或半密闭空间,因此必须具有一定的饱和蒸汽压,以确保在一定温度下有一定浓度(一般每立方米空间35～525g) [1 ]的气相缓蚀剂能吸附到金属表面起缓蚀作用。
常温饱和蒸汽压是气相缓蚀剂的一个重要性能指标,最低不能低于2167～6167 ×10 - 2 Pa ( 2 ～5 ×10 - 4 毫米汞柱) ; 最高不要超过1133Pa ( 10 - 2 毫米汞柱) [2 ] 。
21 ℃时, 饱和蒸汽压在01001 ～010002 毫米汞柱范围内较为理想[3 ] 。
1.3 稳定性气相缓蚀剂要具备较好的稳定性,在使用条件下不因光、热等因素的影响而降低缓蚀剂性能[4 ] ,当空气湿度增加时,缓蚀性质不改变[5 ] 。
1.4 溶解度气相缓蚀剂在水溶液中或溶剂中要有一定的溶解度[4 ] 。
将缓蚀剂加入液体中时,其浓度为01001 %～0101 %时对金属要有保护作用[5 ] 。
2 气相缓蚀剂的发展气相缓蚀剂的应用开始于20 世纪30 年代。
1933 年,考克斯应用了最早的气相缓蚀剂———乙二胺和吗啉,将它们用作锅炉腐蚀抑制剂。
第二次世界大战期间,由于气相缓蚀剂成功地解决了武器军械的锈蚀问题,引起科技界广泛重视,气相缓蚀剂的研究和应用得到了迅猛发展。
武器保护应用较早的气相缓蚀剂是英国的威而诺(Vernon) 提出的亚硝酸三甲基硫。
之后,亚硝酸二环己胺、亚硝酸二异丙胺、碳酸环己胺先后被用作气相缓蚀剂。
[5]杨文治等.《缓蚀剂》,化学工业出版社,1989∶186[6]藤田敏雄(日) .防锖管理,1995 ,1∶14[7]朱韶勇. 江苏化工,1985 ,4∶63～66[8]郑家桑. 腐蚀与防护,1997 ,18 (5) ∶36～39[9]化学工业部化工机械研究院主编.《腐蚀与防护手册》“耐蚀金属材料及防蚀技术”,化学工业出版社, 1993∶952。
第8章 缓蚀剂
二、吸附理论
已知金属／溶液的界面电容因腐蚀剂吸附而下降。令C0，C，Cl分别表 示未吸附、吸附及饱和吸附时的界面电容，则其覆盖度（θ）与界面电容之
间存在以下关系：
θ＝(C0 – C)/(C0 - C1)=ΔC/ΔC 1
（6—1）
吸附等温式反映了吸附的类型和特性，对于表面均匀、吸附粒子间无
相互作用的单层吸附，一般符合Langmuir吸附等温式：
（3）混合型缓蚀剂：可以同时减缓阴阳极反应速度，多由在阴阳极发 生吸附所致，有时也称为掩蔽型缓蚀剂。能直接吸附或附着在金属表面上， 或者因次生反应形成不溶性保护膜而使金属与介质隔离的物质，如亚硝酸 二环己胺的水解产物能吸附在金属表面上；含氮、磷、硫和氧等具有孤电 子对元素的有机物可直接在金属表面形成化学吸附层；硫酸锌和氯化铍在 阴极区生成氢氧化物的沉积层，也属于掩蔽型缓蚀剂。
三、按照应用环境分类 按照应用环境可以将缓蚀剂分为四类： （1）酸性溶液用缓蚀剂：适用于酸性介质，如乌洛托品、
咪唑啉、苯胺、硫脲和三氯化锑； （2）碱性溶液用缓蚀剂：适用于碱性介质，如硝酸钠、
硫化钠、过磷酸钙； （3）中性溶液用缓蚀剂：适用于天然水和盐水，如六偏
磷酸钠、葡萄糖酸锌、硫酸锌； （4）气相缓蚀剂：适用于仓库和包装袋内，如碳酸环己
由表6—1可见，在0.5 mol•L-1NaCl溶液中，BTA和MBT的吸附顺序为 70Cu-30Ni＞90Cu-10Ni＞Cu，BTA比MBT更容易吸附。在0.17mol／L Na2SO4溶液中MBT的吸附顺序为Cu>90Cu-10Ni＞70Cu-30Ni；20℃以下 BTA在Cu上的吸附最大，25℃以上则在90Cu-10Ni上最易吸附。从吸附热随 温度的变化情况也能看出，温度升高有利于MBT在70Cu-30上的吸附。
第12讲：阻垢剂、缓蚀剂
缓蚀剂
缓蚀剂的影响因素
缓蚀剂浓度
温度 介质的pH值
根据被保护对象、环境条件等 选择缓蚀剂
金属表面的清洁度、粗糙度
流速等
缓蚀剂的应用
氧化膜型缓蚀剂（铬酸盐）效果最为理想者。但铬 酸盐（六价的）有毒，因此在世界范围内已逐渐为 （聚）磷酸盐所取代。
磷酸（盐）和聚丙烯酸（盐）----阻垢剂、分散剂 ，可解决水中结垢问题。但磷酸盐是水中微生物的 营养源，结果从另一方面对环境造成污染。
加酸，稳定 稳定水中结垢离子的平衡关系 重碳酸盐
加酸溶液，通常使用硫酸水量较大，而水质要求不高
CaHCO3
2
H 2 SO4
CaSO4
2CO2
2H 2O
向水中通CO2或净化后的烟道气
CaCO3 H2O CO2 生产Ca过(程HC中O有3干)2净的CO2气
体，或有含CO2的废水
预防和消除水垢的方法
降低水中结垢离子的浓度 水的软化！
投加石灰法
CaO H 2O CO2 CaCO3 H 2O
Ca
HCO3
2
CaOH 2
2CaCO 3
2H 2O
Mg
HCO3
2
2CaOH 2
2CaCO3
MgOH 2
2H 2O
反渗透膜法
离子交换法
缓蚀剂的发展方向 缓蚀剂的复配、协同作用 对无机盐缓蚀剂进行改性 有机缓蚀剂的发展（高分子吸附型、有机化合物 改性） 加强对缓蚀剂有害成分的处理 从天然物质、工业废物中提取、分离缓蚀剂组分
本章小结
1、水垢的形成机理；； 2、水垢的预防与去除； 3、腐蚀的作用机理； 4、预防腐蚀的方法。
VCI 609气相缓蚀剂
METAL-WORKING PRODUCT VpCI-609
VpCI-609产品简介
VpCI-609 是一种水溶性气相防锈粉末，适合用于封闭空间内金属的干法或湿法防锈。
VpCI-609能够吸附在所有金属表面，包括孔洞、缝隙等形成保护层，能够非常有效的防止金属表面腐蚀。
特点
●适用于碳钢、不锈钢、铝等金属的防锈
●适用于有遮盖、封闭空间的金属防锈
●不含有害的亚硝酸盐、磷酸盐和重金属
●封闭空间打开后又封闭仍有防锈功能
主要特征
外观白色晶体粉末
PH 6.5—6.9
防锈期至24个月
推荐用途
●压缩机、涡轮机、筒形结构、储罐、锅炉及热交换器等
内表面
●蒸汽冷凝管路、闭路加热及冷却系统，液压试验中及试
验后设备内表面的防锈
●运输和储存中零部件和设备的防锈
使用方法●粉末采用撒粉、气体喷沙枪喷洒等方法。
每10克粉末可
防护28升封闭空间
●采用湿法防锈时，在水中加2%（重量）粉末。
为改进金
属表面之润滑性，可添加CORTEC润滑剂S-5，其用量为5%
●在水中加3%（重量）粉末制成防锈液，采用刷涂、喷
洒、浸泡等方法除锈，应储存在封闭空间内
●在比较恶劣环境，应适当增加用量
●一般情况下粉末无需清除，但在焊接或其他高温处理
前，应压缩空气或水冲洗干净
包装及储存
VpCI-609的包装形式有：2.3 KG，23 KG和45.5 KG。
VpCI-609需储存于干燥密封容器内，温度低于60度。
该产品的储存期为24个月。