环境友好型缓蚀剂的试验研究

发布时间：2019-10-23 02:44

【摘要】：缓蚀剂以在表面形成吸附膜或与金属基体反应生成保护膜层等形式对金属腐蚀产生抑制作用。合理科学的应用缓蚀剂可以有效抑制金属在不同环境中的腐蚀。缓蚀剂技术因其具备良好的缓蚀效果、经济、易于操作,逐渐在防腐蚀领域占据重要地位。缓蚀剂种类齐全,在不同酸碱程度的腐蚀介质甚至气体介质中均有应用,广泛存在于石油化工、水处理、建筑等行业。目前混凝土领域所用缓蚀剂大多为无机盐型缓蚀剂,因不能有效解决阴极区的防护问题,所以常与有机型缓蚀剂复配使用,但许多有机型缓蚀剂不能满足环境与经济兼容的问题,因此寻找功能完善、效果明显、成本低廉的环保型缓蚀剂成为发展的关键。缓蚀剂另一个重要的应用场合是含氯盐的中性、弱碱性水介质,包括各种循环冷却水系统,其中需要添加大量的缓蚀剂以提高设备的使用寿命,尤其是氯盐腐蚀严重的海水循环冷却系统中,除了要求经济高效外,所添加缓蚀剂还必须满足低毒环保,防止对海洋生态和生物产生不利影响,新型环保型缓蚀剂由此具备了巨大的市场需求。基于以上背景,本研究主要分为三部分。第一部分针对钢筋混凝土的碱性环境下氯盐对钢筋造成的腐蚀,研究了钼系石油磺酸钠复合阻锈剂(缓蚀剂)的正交优化设计。石油磺酸钠属于芳烃化合物的单磺酸盐,有良好的吸附性能,钼酸钠、二乙醇胺低毒环保,选用钼酸钠、石油磺酸钠、二乙醇胺三元复配,根据最优化设计筛选具有最佳性能的阻锈剂。试验采用电化学阻抗谱,通过分析不同配比阻锈剂溶液下的电化学阻抗谱,得到最佳配比的阻锈剂,最佳配比为钼酸钠300mg/L,二乙醇胺10mL/L,石油磺酸钠4mL/L。验证实验表明,试验所得阻锈剂具有很好的缓蚀效果。第二部分选取L-抗坏血酸(维生素C,Ascorbic Acid)作为研究对象,探讨其在中性含氯盐介质中的可用性,采用电化学方法研究了L-抗坏血酸在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。极化曲线和电化学阻抗测试结果表明,L-抗坏血酸是一种混合型缓蚀剂,对阴极反应抑制程度强于阳极,L-抗坏血酸在金属表面的吸附遵从Langmuir等温吸附,存在物理吸附和化学吸附两种吸附状态,缓蚀效果最佳浓度为10-3mol/L,缓蚀效率可达75.4%,确定了其用于中性含氯盐介质中的可行性。第三部分选取中性、弱碱性含氯盐腐蚀环境的循环冷却水系统为研究背景,根据环境友好和有机无机复配的原则,选用L-抗坏血酸、钼酸钠、柠檬酸钠三元复配,探究其在此腐蚀环境中的可行性。通过失重法,建立正交试验,筛选得到具有最佳缓蚀性能的配比,分析了复配缓蚀剂在中性、碱性环境下的防腐性能和缓蚀规律,试验所得缓蚀剂最佳配比为600mg/L、160mg/L、600mg/L,缓蚀效率达90%以上。同时本研究尝试完善复配缓蚀剂的优化筛选思路,并在此基础上建立缓蚀剂初期评价机制,确定了正交试验在复配试验中的重要作用以及电化学方法分析评价的可靠性。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG174.42

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