铜合金由于具有极好的热传导性、机械加工性及优异的耐腐蚀及其他特性而得到广泛的应用, 但黄铜在海水介质中长期使用腐蚀也是比较严重的, 因此必须对其进行保护[1]。缓蚀剂能有效阻止或减缓海水对金属的腐蚀速度, 且具有良好的效果和较高的经济效益, 已成为防腐技术中使用最广泛的方法之一[2]。因此研究开发高效、环保的缓蚀剂对于推动铜合金应用并充分发挥其性能优势具有重要意义。本文将利用电化学法研究葡糖糖酸钠 (SG) 与十二烷基苯磺酸钠 (SDBS) 复配后的缓蚀性能, 并提出一个较好的缓蚀配方。
1 实验
仪器:极化曲线和交流阻抗的测定仪器为CHI760B型电化学工作站, 测试的频率为0.05-105Hz, 极化曲线的扫描范围为-400-400 m V, 扫描速度为1m V/s。
实验前准备:黄铜电极四周用环氧树脂封嵌, 工作电极为1cm2, 测量前用砂纸逐级打磨至镜面, 然后用丙酮、无水乙醇超声除油, 最后用去离子水冲洗, 吹干备用。电化学测试采用传统的三电极体系, 黄铜为工作电极, 铂电极为辅助电极, 参比电极饱和甘汞电极SCE。
试剂:氯化钠 (Na Cl) , 无水乙醇, 丙酮等均为分析纯, 腐蚀介质为3.5%Na Cl溶液。交流阻抗和极化曲线的测量均是将黄铜电极浸入含不同浓度缓蚀剂的3.5%Na Cl溶液中待1h后在开路电位下进行的。
2 结果与讨论
2.1 单一缓蚀剂浓度的范围
30℃时, 在3.5%Na Cl溶液中添加不同浓度SG时的极化曲线, 由表中数据得出:当缓蚀剂浓度为100mg×L-1时, 腐蚀电流密度最小, 缓蚀效率最大, 再增大缓蚀剂的使用浓度, 缓蚀效率有所降低。推测是由于葡萄糖酸根离子与铜离子形成配合物保护膜沉积于金属表面, 覆盖金属表面或活性部位, 另外由于其分子中含有-CHO, 对缓蚀剂在黄铜表面生成保护膜有利[3], 当缓蚀剂浓度达到一定值后, 对缓蚀效率的影响不大, 因有可溶性络合物生成, 由此选定缓蚀剂浓度为100mg×L-1为最佳浓度。
2.2 复配后缓蚀性能的测试
依据上面的最佳浓度, 采用低于最佳浓度进行两者复配, 将表2中各个数据进行比较后发现, 加入40mg×L-1SG和30mg×L-1SDBS后, 电荷传递电阻增大, 缓蚀效率增大为81.19%, 比空白溶液及添加单一的SG和SDBS的电荷传递电阻值都大, 说明缓蚀剂成分之间存在较好的协同效应。
从图3看出:复配后, 腐蚀电流密度明显降低, 缓蚀效率大大增强, 原因是葡萄糖酸钠在黄铜表面生成一层配合物保护膜, 阻止腐蚀介质进入机体使基体受到腐蚀, 但是这层膜的厚度不均匀, 加入SDBS时, 由于他的活性基团具有较好的吸附作用, 能与Cl-发生竞争吸附, 优先吸附吸附在黄铜的表面, 弥补了前面缓蚀膜存在的不足, 并且能在外层形成一层疏水性保护膜, 使腐蚀介质更加难以进入[4], 缓蚀效果更好。
3 结语
3.1 单一的缓蚀剂对黄铜都有一定的缓蚀作用, SG为100mg×L-1时缓蚀效果最好。
3.2 40mg×L-1SG和30mg×L-1SDBS组成的复合缓蚀剂缓蚀效果最好, 说明通过缓蚀剂的复配, 能得到更好的缓蚀效果。
摘要：采用电化学方法, 研究3.5%Na Cl溶液中葡萄糖酸钠和十二烷基苯磺酸钠复配对黄铜的缓蚀协同作用, 并同单一组分进行了比较, 结果显示, 40mg×L-1葡萄糖酸钠和30mg×L-1十二烷基苯磺酸钠组成的复合缓蚀剂缓蚀效果最好, 复配后缓蚀效率大大提高。
关键词：葡萄糖酸钠,十二烷基苯磺酸钠,复配,协同缓蚀作用
参考文献
[1] 李自托, 贾丰春, 董泉玉等.新型复合型铜缓蚀剂的实验研究[J].腐蚀科学与防护技术, 2006, 18 (1) :58-60.
[2] 穆振军, 杜敏天然海水中硫酸锌、葡萄糖酸钙和APG等复合碳钢缓蚀剂的研究[J];中国海洋大学学报 (自然科学版) ;2004年02期.
[3] 付占达等.含盐体系中有机铜缓蚀剂及缓蚀机理研究进展[J].化工生产与技术, 2007, 14 (1) :38-42.