生物緩蝕劑的研制及其緩蝕機(jī)理研究.pdf

1、緩蝕劑是金屬材料酸洗過(guò)程中防止材料被深度腐蝕的重要添加劑。研究開發(fā)使用成本低廉、緩蝕效果好、適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境友好的緩蝕劑，無(wú)疑具有重要的實(shí)用價(jià)值。 根據(jù)緩蝕作用原理，以菠蘿皮、柑橘皮、竹葉、毛發(fā)等生物物質(zhì)的水解物為基礎(chǔ)，對(duì)比研究了這些水解物質(zhì)對(duì)酸洗鋼鐵材料的緩蝕效果。在60℃酸洗條件下，添加量為15％（v）時(shí)，菠蘿皮、柑橘皮、竹葉、毛發(fā)水解物對(duì)10％鹽酸和20％硫酸酸洗鋼鐵材料的緩蝕率分別為：35.42％、78.14％、65.8

2、1％、55.20％和62.37％、79.52、76.15％、85.57％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些水解液在單獨(dú)使用時(shí)都具有一定的緩蝕效果，但使用量大、緩蝕效果達(dá)不到工業(yè)生產(chǎn)要求水平，需要采取復(fù)配方式加以改進(jìn)。 從降低成本和廢棄資源綜合利用的角度出發(fā)，本研究選擇了毛發(fā)水解液和與毛發(fā)水解液成分相近的胱氨酸生產(chǎn)廢液為基礎(chǔ)液，開展了酸洗用生物緩蝕劑的復(fù)配研究。經(jīng)初步篩選實(shí)驗(yàn)，確定了復(fù)配添加組分為：協(xié)同緩蝕組分烏洛托品、KI和季胺鹽，滲透和抑霧

3、組分季胺鹽、OP和聚乙二醇。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定出一種WF酸洗緩蝕劑，其最佳配方為：毛發(fā)水解液或生產(chǎn)胱氨酸的廢液50ml、15ml季胺鹽、15g烏洛托品、0.5gKI、5mlOP及2.0ml聚乙二醇的表面活性劑混合，并攪拌溶解均勻。添加濃度為1％時(shí)，在60℃以下的20％硫酸溶液中對(duì)A3鋼的緩蝕率達(dá)到了99％，鋼材腐蝕速率由283.80 g/m2·h下降為12.50 g/m2·h，抑霧效果達(dá)到了95.80％。 運(yùn)用電化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和掃描

4、電鏡測(cè)試技術(shù)對(duì)WF緩蝕劑的極化電阻和交流阻抗等電化學(xué)性能以及緩蝕機(jī)理進(jìn)行了研究。穩(wěn)態(tài)極化測(cè)試結(jié)果表明，在20％的硫酸體系中該緩蝕劑對(duì)碳鋼具有良好的緩蝕作用，其緩蝕機(jī)理主要是抑制碳鋼腐蝕的陽(yáng)極反應(yīng)，因此，該緩蝕劑屬陽(yáng)極型緩蝕劑。電化學(xué)阻抗測(cè)試結(jié)果表明，在20％的硫酸體系中，WF緩蝕劑對(duì)碳鋼的緩蝕率隨其緩蝕劑濃度的增大而顯著增加，一定濃度后，緩蝕率趨于穩(wěn)定，與穩(wěn)態(tài)極化法測(cè)試所得規(guī)律一致，其緩蝕性能隨著溫度的升高而降低。掃描電鏡測(cè)試發(fā)現(xiàn)其碳鋼