Page 13 - 《精细化工》2023年第6期

第 6 期 李永胜，等: 海洋防腐领域中有机缓蚀剂的研究进展 ·1163·

对质量分数为 3%的 NaCl 水溶液中 N80 钢的缓蚀效 用。结果表明，AMTA 可有效抑制铝在海水中的一
–3
果。结果表明，当 MBT 质量浓度为 400 mg/L 时， 般腐蚀和点蚀，当其浓度为 5×10 mol/L 时，缓蚀
缓蚀效率可达 90.4%。 效率可达 86.1%。
1.1.1.2 有机酸类
目前，膦酸酯和膦酸盐是海洋防腐领域中较为
常见的有机缓蚀剂，它们分子中所含的单齿、双齿
或三齿结构可使其轻易吸附在金属表面，形成保护

层，减少活性金属暴露在腐蚀环境中的面积 [10] 。 ECHIHI 等 [15] 研究了 1H,4H,5H-吡唑并[3,4-d]
AMAR 等 [11] 采用失重法、EIS 等测试方法研究 嘧啶（PPO）对质量分数为 3%的 NaCl 水溶液中铜
了哌啶-1-基膦酸（PPA，结构式如下所示）和(4-膦
的缓蚀作用。结果表明，在质量分数为 3%的 NaCl
酰基-哌嗪-1-基)膦酸（PPPA，结构式如下所示）对
水溶液中浸泡 24 h 后，铜表面出现大量损坏和腐
质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液中铁的缓蚀作用。
蚀的区域，当 PPO 存在时，铜表面较为光滑均匀，
结果表明，两种缓蚀剂的吸附皆符合朗格缪尔吸附 未见明显锈蚀，可清晰观察到 PPO 吸附膜的生成
3
等温线，当缓蚀剂浓度为 5×10 mol/L 时，PPA 和 –3
（图 2）。当 PPO 浓度为 1×10 mol/L 时，对铜的
PPPA 的缓蚀效率分别为 77.1%和 93.2%。PPPA 中
缓蚀效率可达 96.5%。
氮、氧、磷原子和不饱和键的增加有助于提高其与
铁之间的吸附强度，从而提高缓蚀效率。

2+
PRABAKARAN 等 [12] 研究了丙基膦酸与 Zn 对
图 2 铜在质量分数为 3%的 NaCl 水溶液中浸泡 24 h
中性水环境中碳钢的协同缓蚀效果。结果表明，质
–3
后的 SEM 图：不含（a）、含有（b）1×10 mol/L
量浓度为 75 mg/L 的 PPA 和质量浓度为 100 mg/L 的 的 PPO [15]
2+
Zn 构成的协同缓蚀体系效果最为优异，缓蚀效率 Fig. 2 SEM images of copper immersed in mass fraction
最高可达 90%。 of 3% NaCl solution for 24 h without (a) or with (b)
–3
1×10 mol/L of PPO [15]
1.1.1.3 有机杂环类

通常有机杂环类缓蚀剂可与金属离子形成配位
由于有机小分子缓蚀剂可采用化学合成法在工
键，在金属表面形成络合物，络合物越稳定，表明
业上制备，因此，在防腐领域中仍具有很大的应用
有机缓蚀剂与金属基体之间的作用力越强，吸附越
优势。但其作为金属缓蚀剂应用也存在一些缺点，
稳定，缓蚀效果越优异。 如成本高 [16] 、不可降解 [17] 、对金属表面要求高 [18] 、合
TIAN 等 [13] 研究了两种噻二唑衍生物 5-苯基- [19]
成过程耗时长、收率低 等。此外，大多数有机小
1,3,4-噻二唑-2-硫醇（PTT，结构式如下所示）和 2-(5-
分子缓蚀剂具有毒性，无论是在合成还是应用过程
巯基-1,3,4-噻二唑-2-基)-苯酚（MTP，结构式如下所
中，都存在严重的污染问题，已经不符合当下绿色、
示）对质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液中铜的缓蚀效
低碳、可持续发展的趋势 [20] 。
果。结果表明，两种噻二唑衍生物皆属于混合型缓蚀
1.1.2 聚合物缓蚀剂
剂，可通过配位作用在铜表面形成稳定的络合物，进
聚合物缓蚀剂分子中含有大量结合位点，易于
而抑制铜的腐蚀。当缓蚀剂质量浓度为 100 mg/L 时，
在金属表面吸附形成多层膜，相对于有机小分子缓
PTT 和 MTP 的缓蚀效率分别为 97.5%和 97.1%。 [21]
蚀剂具有高效、持久、环保等优点 。聚合物缓蚀
剂主要分为乙烯基聚合物、含氮聚合物、天然高分
子聚合物 3 种类型。
1.1.2.1 乙烯基聚合物类

乙烯基单体具有反应活性高、易聚合、可设计
SHERIF 等 [14] 研究了 3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑 性强等优点，可与其他单体进行共聚改性以改进自
（AMTA，结构式如下所示）对海水中铝的缓蚀作 身缓蚀性能。聚丙烯酸（PAA）是一种较早作为金