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防銹油的作用機理
時間:2018-11-01

鐵銹是Fe(OH)3和Fe2O3的混合物或可認為是氧化鐵的水合物,由于經過復雜的溶解和再沉積作用成為多空疏松結構,而使反應不斷進行下去。整個反應鏈中,任何以緩解受阻,即可中斷銹蝕反應。隔絕氧氣和水以及鈍化陽極或陰極既為防銹的主要手段。防銹油主要是利用其中防銹劑在金屬表面形成致密的憎水吸附膜,使水與鐵隔離開來而起防銹作用。金屬的種類和狀態不同,對于有機緩蝕劑分子吸附也有很大影響,金屬狀態(如氧化或還原狀態)不同緩蝕劑在其表面上的吸附量也不同。

防銹劑吸附膜形成

   有機緩蝕劑分子在金屬表面的物理吸附過程,以有機胺為例,可以認為帶正電荷的有機胺離子(RNH?﹢)與金屬接觸時吸附在經書的負電荷區(由鐵溶解后殘留在鐵表面的電子構成的),形成吸附層。化學吸附說則認為緩蝕劑吸附基的中心院子(N、O、S)電子密度高,可以向經書提供電子,形成配價鍵,吸附于金屬表面上。表面活性物質,在分子結構上具有共同特點,既具有親水的極性基和親油的非極性基兩個組成部分,當防銹油徒步與金屬表面時,油中分散的緩蝕劑分子就會在金屬與油的界面上定向吸附(極性基與金屬吸附,非極性基與油吸附),并且能夠形成多分子層的界面膜。


   這種吸附作用一是對銹蝕罌粟具有屏蔽作用,二是可以提高油膜與金屬表面的附著力。


   由于吸附膜的表面是憎水性的,因而具有更好的防水性,同時可以增加金屬表面的電阻。許多研究證明緩蝕劑在金屬表面的化學吸附(形成配價鍵),降低了金屬性,這就是防銹作用的主要原因之一。


①在金屬表面上吸附分子的覆蓋面積即構成屏蔽腐蝕介質的保護被膜厚度。
②被膜的致密度。
③吸附分子與金屬之間的吸附力。
④吸附率。為使少量緩蝕劑充分發揮緩蝕作用,緩蝕劑分子的極性基和非極性基之間,應有適當的“兩性均衡”,即極性基能牢固地吸附在金屬表面上,非極性基能有效的覆蓋全部金屬表面。低分子有機化合物分散性好,覆蓋率低。高分子有機化合物覆蓋率高,在水中溶解度低,分散性差,所以要添加適當的表面活性劑以提高其分散性能。
⑤非極性基的屏蔽效果。疏水性最強的是烴類,
為使其與吸附基“兩性均衡”常采用向分子中引入若干親水性原子團的方法。吸附基相同的緩蝕劑,相對分子質量不同,它們的吸附力及屏蔽效果不同。側鏈的位置及長度對吸附影響很大,靠近吸附活性中心原子的側鏈對吸附存在立體障礙作用,使吸附變壞。分散較好的緩蝕劑,在吸附基相同時,烴基鏈越長,則緩蝕效果越好。
⑥各種工藝條件對酸性戒指的腐蝕及對緩蝕劑的緩蝕效果效率的影響。金屬在各種酸性介質中的腐蝕成都。以及緩蝕劑對酸性介質腐蝕的抑制效果。除了金屬本身的特性及酸的種類對其有重要影響之外。還有各種不同的工藝條件也對它們有很大影響。
降低界面張力

   如果在油膜表面有水滴形成(如結露等),水滴與油界面張力的作用,使水滴形成球,借重力作用使其較易滲入油膜到達金屬表面。緩蝕劑這類表面活性物質可使用水的表面張力降低,使水滴不能呈球形狀態存在于油膜上。而趨向于平攤開來。這樣就降低了水滴對油膜的壓強,使其不易穿透油膜到達金屬表面。水滴在油膜表面攤的越平,油的防銹效果一般也越好。


對水的置換作用

   具有表面活性的緩蝕劑,借助其界面吸附作用可將金屬表面上吸附的水置換出來。此外油中所含的水分,可被緩蝕劑的膠粒或界面膜穩定在油中,使其不能與金屬直接接觸。這種作用對金屬表面上銹蝕電池形成了抑制作用,從而達到防治金屬制品銹蝕的目的。
   除指紋作用、酸中和性是比水置換性更強的作用。除指紋是把金屬表面的促進金屬生銹的腐蝕性物質(指紋成分),如水和食鹽及少量的乳酸與尿素等融化而除掉。首先必須借助于防銹劑的離子型表面活性作用,講指紋溶解并將水置換,必須使水、尿素、酸類及無機鹽等加速二次溶解而融化在膠束離子中,或者氫化合,或經中和反應,形成離子偶合鈍化,以間接起到防銹作用,同事也具有酸中和作用。因而,素喲徐的除指紋成分,必須主要可使水、食鹽、乳酸、尿酸等熔化的防銹劑及石油系溶劑。


防銹油的中和置換和增溶作用

   防銹油中的堿性防銹劑可與酸性腐蝕介質進行中和反應,高分子羧酸皂中的部分游離羧酸除能中和堿外。還可以與腐蝕酸性發生分解反應生成新鹽和高分子羧酸,使有些防銹油對極性物質具有中和置換增溶作用。


基礎油的增效作用

   基礎油是防銹油的主要成分,其主要起載體和油效應兩種作用,前者使各種功能性添加劑在有種充分分散和發揮作用,后者是在極性吸附少的金屬表面進行物理吸附,并深入到定向吸附的防銹劑分子之間,借助范德華引力與防銹劑分子共同堵塞空襲,使吸附膜更加完整和緊密,并使吸附不夠牢固的極性分子不易脫落,從而更有效地保護金屬。


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