Page 14 - 《精细化工》2023年第6期

·1164· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

属缓蚀剂应用的乙烯基聚合物，应用范围较广。其 聚苯胺分子结构中含有极性基团和大量氮原子，
自身分子量决定具体用途，用于缓蚀剂的最佳分子 不仅可在金属表面氧化成膜，还可通过物理或化学作
量范围为 2400~5000 [22] 。 用吸附在金属表面，即使在非常低的浓度下也可呈现
SINGH等 [23] 研究了聚甲基丙烯酸甲酯-共-N-乙烯 出优异的缓蚀性能 [26] 。LYU 等 [27] 通过乳液聚合法制备
基-2-吡咯烷酮〔P(MMA-co-VP)，结构式如下所示〕 了水溶性良好的聚苯乙烯磺酸（PSSA）掺杂的聚苯胺，
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对质量分数为3.5%的NaCl水溶液中J55、N80、P110SS 并研究其对质量分数为3.5%的NaCl水溶液中20 钢的
和 C110 碳钢的缓蚀作用。结果表明，P(MMA-co-VP) 缓蚀效果。结果表明，PSSA 掺杂的聚苯胺缓蚀性能
具有优异的缓蚀性能，在所有碳钢中对 J55 钢的缓蚀 较为优异，缓蚀效率最高可达 80.9%。
效率最高（94%），对 C110 钢的缓蚀效率最低（77%）。

LIU 等 [24] 合成了一种新型环保型有机缓蚀剂—— 图 4 碳钢表面的接触角图像：不含（a）、含有（b）质
量浓度为 200 mg/L 的 PEPA [25]
丙烯酸-烯丙基聚乙氧基羧酸酯共聚物（AL15），研
Fig. 4 Contact angles images of carbon steel surface
究了 AL15 对海水中碳钢的缓蚀作用。结果表明， without (a) or with (b) mass concentration of
在 25 ℃下，当 AL15 质量浓度为 100 mg/L 时，缓 200 mg/L of PEPA [25]

蚀效率可达 91.1%。AL15 吸附膜的生成可有效隔离
1.1.2.3 天然高分子聚合物类
碳钢与腐蚀性介质，起到物理屏蔽的作用。当吸附
从植物的种子或树叶中提取绿色环保的、具有
膜被去除时，受保护的碳钢表面较为光滑，未见明
耐腐蚀作用的天然产物被认为是潜在的绿色缓蚀
显腐蚀（图 3）。 剂。通常绿色缓蚀剂中富含大量的功能性官能团以

及杂原子 [28] ，与金属表面原子形成共价键/离子键的
能力较强，可在一定程度上阻止或延缓金属的腐蚀。
LUO 等 [29] 采用 EIS、SEM 等测试方法研究了葡
甘露聚糖（GL）和双季铵盐（BQAS，结构式如下
所示）对模拟海水中碳钢的协同缓蚀作用。结果表
明，GL 和 BQAS 组成的协同缓蚀体系可通过物理

图 3 碳钢在 25 ℃海水中浸泡 12 h 后的 SEM 图：不含 和化学作用吸附在碳钢表面，可同时抑制阳极溶解
（a）、含有（b）质量浓度为 100 mg/L 的 AL15 [24] 和阴极反应，属于混合型缓蚀剂。缓蚀效率随其浓
Fig. 3 SEM images of mild steel immersed in seawater for 度和浸泡时间的增加而增加，随反应温度的升高而
12 h at 25 ℃ without (a) or with (b) mass
concentration of 100 mg/L of AL15 [24] 降低，缓蚀效率最高可达 98%。

1.1.2.2 含氮聚合物类
聚乙烯亚胺（PEI）和聚苯胺是两种典型的含氮
聚合物缓蚀剂。其中，PEI 是一种易改性的水溶性
聚合物，分子中亚甲基的数目影响—C—N—C—的
键角，进而影响其缓蚀性能 [21] 。CHEN 等 [25] 合成了
聚乙烯亚胺磷酸（PEPA），并采用失重法、电化学
分析、SEM 等测试方法研究了 PEPA 对中性介质中
碳钢的缓蚀效果。结果表明，PEPA 中的一些极性基
团可与铁原子形成配位键并吸附在碳钢表面，有效抑
制了腐蚀过程中的阳极反应速率，并大幅提高了碳钢

表面的疏水性（图 4）。当其质量浓度为 200 mg/L 时，
对碳钢的缓蚀效率可达 88%。 LI 等 [30] 研究了蜡样芽孢杆菌（B. cereus）分泌