1.背景

腐蝕是現代工業和生活中的重要破壞因素，據估計．腐蝕造成的直接經濟損失約占國民生產總值的3~4%，而添加緩蝕劑是一種工(gong)(gong)藝簡(jian)便、成(cheng)本低(di)廉、適(shi)用(yong)性強的方(fang)法(fa)，近些年來被廣泛應用(yong)于(yu)石(shi)油開(kai)采(cai)、化學清(qing)洗、水(shui)處理和(he)金屬制(zhi)品儲運等工(gong)(gong)程中(zhong)。

2.有機緩蝕劑的介紹

緩蝕劑是(shi)一(yi)種防腐蝕(shi)(shi)化學品(pin),它少量(liang)加入環境(jing)介(jie)質中(zhong)就能顯(xian)著地降低金屬的腐蝕(shi)(shi)速度。與(yu)其它防腐蝕(shi)(shi)方法相(xiang)比,緩蝕(shi)(shi)劑具有(you)使用(yong)方便、經濟有(you)效的特點,廣泛地應用(yong)于(yu)工業生(sheng)產和社會生(sheng)活中(zhong)。

大量的(de)(de)有機化(hua)(hua)合(he)物如醛類、胺類、羧酸、雜環化(hua)(hua)合(he)物等可(ke)以作(zuo)為(wei)有機緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)，已知目(mu)前至少有141個基本品種。作(zuo)為(wei)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)的(de)(de)有機化(hua)(hua)合(he)物通常由(you)電負性較大的(de)(de)N、O、s等原(yuan)(yuan)子為(wei)中心的(de)(de)極性基和C、H等原(yuan)(yuan)子組成(cheng)的(de)(de)非極性基構(gou)成(cheng)，能夠以某種鍵的(de)(de)形式與金屬表面相結合(he)。

2.1醛類緩蝕劑

肉桂(gui)醛(quan)、糠(kang)醛(quan)和香(xiang)草醛(quan)是醛(quan)類(lei)化合(he)(he)物(wu)中(zhong)比較典型(xing)的(de)環境友好(hao)緩(huan)(huan)蝕劑．肉桂(gui)醛(quan)是近年來發展的(de)高效低毒(du)醛(quan)類(lei)有機緩(huan)(huan)蝕劑，其對(dui)(dui)金(jin)屬的(de)緩(huan)(huan)蝕作用(yong)主(zhu)要是基(ji)于吸附和聚合(he)(he)成膜過程(cheng)。糠(kang)醛(quan)是一種(zhong)混合(he)(he)控制型(xing)植物(wu)緩(huan)(huan)蝕劑，其單(dan)獨使(shi)用(yong)時緩(huan)(huan)蝕效果(guo)并不理想，但(dan)與六次甲基(ji)四胺(an)復配后，緩(huan)(huan)蝕性能大為(wei)改善(shan)。香(xiang)草醛(quan)是香(xiang)草屬香(xiang)料中(zhong)的(de)關鍵組(zu)分，其分子中(zhong)含有芳環、羰基(ji)、甲氧基(ji)和羥基(ji)多個(ge)吸附中(zhong)心，對(dui)(dui)鹽(yan)酸溶液中(zhong)金(jin)屬A1的(de)腐(fu)蝕具有明顯的(de)阻抑作用(yong)。

2.2唑類及其衍生物

有(you)研究指出，對于相同系列的(de)(de)有(you)機(ji)緩(huan)蝕劑(ji)，根據其分子(zi)中雜原子(zi)的(de)(de)不同，緩(huan)蝕效率一(yi)般(ban)遵循如下的(de)(de)變化規律，即(ji)：P>se>s>N>O。因此通過分子(zi)設計(ji)有(you)目的(de)(de)臺成(cheng)出具有(you)特殊(shu)結構和低毒性的(de)(de)雜環(huan)化合物就有(you)可能獲得高(gao)效的(de)(de)環(huan)境友好緩(huan)蝕劑(ji)。

唑(zuo)(zuo)(zuo)類物(wu)(wu)(wu)質是(shi)現(xian)今使(shi)用最為廣泛的(de)銅(tong)緩蝕(shi)劑(ji),包(bao)括三唑(zuo)(zuo)(zuo)、咪唑(zuo)(zuo)(zuo)、吡唑(zuo)(zuo)(zuo)等,其(qi)(qi)特征是(shi)分子(zi)結構中都含有含氮原(yuan)子(zi)的(de)雜環(huan)。最常用的(de)為苯并三唑(zuo)(zuo)(zuo)及其(qi)(qi)衍生(sheng)物(wu)(wu)(wu)、咪唑(zuo)(zuo)(zuo)類及其(qi)(qi)衍生(sheng)物(wu)(wu)(wu)。幾種有代表性(xing)的(de)唑(zuo)(zuo)(zuo)類物(wu)(wu)(wu)質的(de)結構如下:

通常運用(yong)較(jiao)多的(de)(de)緩蝕劑(ji)(ji)(ji)主要是苯并三氮(dan)唑類的(de)(de)物(wu)質，緩蝕劑(ji)(ji)(ji)在微(wei)電子(zi)制造領(ling)域具有廣泛的(de)(de)應用(yong)前景，長(chang)期(qi)以(yi)來,緩蝕劑(ji)(ji)(ji)主要防(fang)護對象為(wei)鋼鐵、銅等常用(yong)金屬。

1）苯并三氮唑（BTA）

苯并三氮(dan)唑是一種(zhong)最有效和(he)常(chang)用(yong)的(de)(de)銅及其合(he)金的(de)(de)緩蝕劑,有著優越的(de)(de)抗氯性能,它在金屬表面產(chan)生(sheng)不可逆的(de)(de)化(hua)學吸附,分(fen)子(zi)中的(de)(de)N原子(zi)上的(de)(de)孤對電子(zi)以(yi)配(pei)位(wei)鍵與Cu相連(lian),相互交替形成(cheng)鏈(lian)狀聚合(he)物膜。

主要的緩蝕機理，可(ke)以由下列三(san)個方程式表示：

2）BTA的衍生物

BTA雖然具(ju)(ju)有(you)很好的(de)(de)緩蝕(shi)(shi)效果,但它的(de)(de)缺點(dian)是有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)毒性,而且價(jia)格較高,使(shi)用(yong)受到限制(zhi)。研(yan)究發現BTA的(de)(de)衍生物對銅(tong)具(ju)(ju)有(you)優異的(de)(de)緩蝕(shi)(shi)性能,但是三唑(zuo)環上(shang)的(de)(de)氫被甲基(ji)取代后,不利于分子在銅(tong)表面(mian)形成(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)(de)保護膜,緩蝕(shi)(shi)效果將大大降(jiang)低,而在苯環上(shang)引入烷基(ji)后可增(zeng)強緩蝕(shi)(shi)效果。

甲基(ji)苯并三(san)氮唑（TTA）比BTA在(zai)分子結構(gou)上多一個非極性的(de)甲基(ji),所以形(xing)成的(de)單分子層膜的(de)疏水(shui)性更好(hao),而(er)且甲基(ji)的(de)存在(zai)對基(ji)體分子與(yu)Cu之(zhi)間的(de)反(fan)應沒有干擾。因此TTA的(de)緩(huan)蝕(shi)性能優于BTA,其緩(huan)蝕(shi)行為更持久(jiu),而(er)且與(yu)BTA混合(he)使用效果更好(hao)。

近年來鋁(lv)、鎂等輕金屬合(he)金的(de)(de)研(yan)(yan)究和(he)應用發展較快,關(guan)于(yu)這(zhe)些(xie)合(he)金材料(liao)腐蝕防護的(de)(de)研(yan)(yan)究也(ye)日益增多，下圖是研(yan)(yan)究出來的(de)(de)三種高效的(de)(de)鋁(lv)合(he)金緩(huan)蝕劑，分(fen)別是水楊醛(quan)肟、8-羥(qian)基喹啉、喹哪啶(ding)酸等物質。

2.3有機胺類緩蝕劑

有機胺(an)類(lei)化合(he)(he)物(wu)是緩蝕(shi)(shi)劑中應(ying)用最多的(de)(de)(de)(de)一類(lei)物(wu)質。脂(zhi)肪胺(an)、芳(fang)香胺(an)、一元胺(an)、二元胺(an)或聚(ju)胺(an)及(ji)它們的(de)(de)(de)(de)鹽均被廣泛(fan)應(ying)用于金屬的(de)(de)(de)(de)緩蝕(shi)(shi)領域。開(kai)發環境友好的(de)(de)(de)(de)胺(an)類(lei)緩蝕(shi)(shi)劑必須(xu)引入新(xin)的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)毒性的(de)(de)(de)(de)有機胺(an)化合(he)(he)物(wu)來替代有毒的(de)(de)(de)(de)胺(an)化合(he)(he)物(wu)及(ji)其(qi)鹽的(de)(de)(de)(de)應(ying)用。可(ke)以用長(chang)鏈脂(zhi)肪胺(an)、聚(ju)胺(an)來替代和減少芳(fang)香胺(an)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用；聚(ju)胺(an)及(ji)其(qi)衍(yan)生物(wu)主要用在石油(you)工業中，由聚(ju)胺(an)制(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)酰(xian)胺(an)、咪唑啉及(ji)聚(ju)酰(xian)胺(an)等化合(he)(he)物(wu)作為(wei)低(di)(di)毒性的(de)(de)(de)(de)緩蝕(shi)(shi)劑被廣泛(fan)用于抑(yi)制(zhi)金屬的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)中。

新型的(de)聚琥珀酰亞胺、乳糖酸等(deng)的(de)衍生物可(ke)作(zuo)為(wei)抑(yi)制在(zai)高(gao)酸性(xing)鹽水和鹽水烴類介質(zhi)中(zhong)

碳鋼腐蝕的環境友好(hao)緩(huan)蝕劑。硫脲類緩(huan)蝕劑

2.4脲類緩蝕劑

目前的(de)有(you)(you)(you)機(ji)緩(huan)(huan)蝕劑有(you)(you)(you)的(de)是(shi)(shi)和一價(jia)(jia)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)離(li)子(zi)發生作用，有(you)(you)(you)的(de)是(shi)(shi)和二價(jia)(jia)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)離(li)子(zi)，還有(you)(you)(you)的(de)是(shi)(shi)和銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)原(yuan)子(zi)發生作用，而銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)腐(fu)蝕主要是(shi)(shi)由于銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)離(li)子(zi)的(de)擴散(san)。所以在應(ying)用緩(huan)(huan)蝕劑時，應(ying)注意到其對(dui)各種價(jia)(jia)態(tai)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)離(li)子(zi)和銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)原(yuan)子(zi)的(de)化學和物理的(de)吸附作用，并注意將對(dui)不同價(jia)(jia)態(tai)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)離(li)子(zi)起作用的(de)緩(huan)(huan)蝕劑復配使用可能(neng)有(you)(you)(you)更好的(de)緩(huan)(huan)蝕效果(guo)。

1）硫脲

硫脲(niao)作為(wei)一種能夠在絕大部分金屬表面形成牢固吸(xi)附(fu)層的(de)(de)(de)(de)硫脲(niao)，在電(dian)鍍(du)的(de)(de)(de)(de)相關領域液得到(dao)了廣泛的(de)(de)(de)(de)應用。例如(ru)電(dian)鍍(du)前(qian)處理中酸洗或者堿液保存的(de)(de)(de)(de)緩蝕劑，人們認為(wei)作為(wei)緩蝕劑的(de)(de)(de)(de)硫脲(niao)，其(qi)吸(xi)附(fu)不(bu)(bu)是簡單的(de)(de)(de)(de)化學吸(xi)附(fu)，而是吸(xi)附(fu)粒子(zi)與電(dian)極(ji)之間(jian)有(you)電(dian)荷轉移的(de)(de)(de)(de)電(dian)化學吸(xi)；不(bu)(bu)合格鍍(du)層的(de)(de)(de)(de)退除等領域。最(zui)近的(de)(de)(de)(de)研(yan)究表明，硫脲(niao)不(bu)(bu)但(dan)可(ke)以(yi)作為(wei)電(dian)鍍(du)和化學鍍(du)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒細化劑，還同時兼有(you)加速劑作用。

2）硫脲衍生物

硫(liu)(liu)脲(niao)衍生物可以(yi)和(he)二(er)價(jia)銅離子形成的(de)(de)配合(he)物。經(jing)(jing)常(chang)使用(yong)的(de)(de)有：硫(liu)(liu)脲(niao)、丙烯基(ji)硫(liu)(liu)脲(niao)、苯(ben)(ben)基(ji)硫(liu)(liu)脲(niao)、苯(ben)(ben)基(ji)-3-(2-噻唑(zuo)基(ji))-2-硫(liu)(liu)脲(niao)、1-苯(ben)(ben)基(ji)-3-(2-吡啶)-2-硫(liu)(liu)脲(niao)、N-(2-羥(qian)乙基(ji))-N’-2-丙烯基(ji)硫(liu)(liu)脲(niao)、1-苯(ben)(ben)基(ji)-3-(2-羥(qian)乙基(ji))硫(liu)(liu)脲(niao)等，不但能起到銅緩(huan)釋(shi)作(zuo)用(yong)，且在(zai)電鍍(du)時，還可以(yi)起到細化晶粒的(de)(de)作(zuo)用(yong)。目前，硫(liu)(liu)脲(niao)及其衍生物已經(jing)(jing)廣泛(fan)用(yong)于鋅、銅、銀(yin)等金(jin)屬中，并(bing)且在(zai)化學鍍(du)銅、鎳、鎳磷合(he)金(jin)和(he)多(duo)種錫合(he)金(jin)等，并(bing)在(zai)各(ge)類(lei)鍍(du)液中充當絡合(he)劑(ji)、穩(wen)定劑(ji)或添(tian)加(jia)劑(ji)。

• 含有糠醛和氨的有機物

還有(you)一類物質，同時(shi)含有(you)糠(kang)(kang)醛(quan)和胺(an)的有(you)機物，具有(you)優(you)異(yi)的緩釋(shi)性能(neng)，常見的有(you)N-（2-糠(kang)(kang)基(ji)）-p-苯胺(an)和N-（5-甲基(ji)2-糠(kang)(kang)基(ji)）-p-苯胺(an)，結構如下：