油溶性缓蚀剂的专业介绍
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发布时间：2023-11-07 22:26
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时间：2024-04-15 09:54
【内容】 以前人们为防止金属腐蚀、生锈，常将动植物油、矿物油、润滑油等直接涂布在金属表面上，这些油脂对金属稳定，不会腐蚀金属，它们具有一定的隔离空气中水、02的能力，但是阻止H20、02向金属表面迁移的能力有限。有人做过实验，发现在金属表面涂5ram厚的润滑油膜，5天后透过油膜的水分为0．34～0．45g，而透过同样厚度的防锈油膜的水分只有0．005～0．O08g。另外，这些油脂不能阻止S02、H2S等腐蚀物质的穿透。油脂本身也会因氧化而产生游离酸，造成金属腐蚀。因此为了提高油膜的防锈能力，常加入少量能够显著提高油膜保护金属抵御大气腐蚀能力的物质，这些物质必须能够和油膜很好地混溶，即具有较强的油溶性，故称为油溶性缓蚀剂。
当将油溶性缓蚀剂加入基础油中组成防锈油，并涂布于金属表面或将金属零件浸入其中后，由于金属表面是极性的，而基础油是非极性的，结果缓蚀剂分子的极性基团有“逃出”油层而亲和到油/金属界面的趋势；而非极性基由于其结构与基础油相似，有溶人油中的趋势，结果使缓蚀剂分子的极性基团吸附在金属表面上，而非极性基团则溶入油中，即缓蚀剂分子定向吸附于油/金属界面。缓蚀剂分子的定向吸附是其起缓蚀作用的前提，吸附越牢固，缓蚀效果就越好。
油溶性缓蚀剂的缓蚀效果受其分子内极性基团、非极性基团的结构、金属离子的种类、在油中的溶解度、温度等因素的影响。通常在相同浓度下，脂肪醇的防锈性较同系伯胺差，而脂肪胺又较同系脂肪酸差。羧酸脂肪醇酯也不是良好的缓蚀剂，除非在高浓度下。而多元醇脂肪酸酯，如Span80，含有两个或多个极性基团(-OH、-COOH)，极性极强，而且多个极性基团协同作用使得防锈性明显增强。含有强极性基团的缓蚀剂如磺酸盐类、羧酸皂类、磷酸盐类等，它们的防锈性能往往较好。
油溶性缓蚀剂分子中烃基链的碳原子越多，缓蚀荆的防锈性越好，但随着烃基增长，油溶性下降，特别是低温溶解性降低。所以需要注意并不是越长越好。烃基链的结构也会影响缓蚀效果。磺酸盐、羧酸皂中所含的金属离子不同，其缓蚀效果也不同。通常碱金属皂比碱土金属皂的亲水性强，常用于防锈乳化液中，不宜用于防锈油中，因为亲水性强反而影响吸附层寿命。另外，有些金属如C0、Mn、Cu、Fe等能加速矿物油的氧化，使之变质，因此，这些金属皂类不宜作为缓蚀剂。碱土金属的防锈性能较好，一般多选用Ca、Mg、Ba、Al、Zn等金属的皂类作为缓蚀剂。
优良的油溶性缓蚀剂，除了必须具有很好的防锈性外，还必须有适当的油溶性和胶体安定性，这对防锈油的配制、储运及使用有很大的影响。缓蚀剂在油中的溶解度太大或太小都不理想。太小，以至于连单分子吸附层都形成不了，缓蚀作用无从谈起。太大，必须添加较大的量，才能保证吸附，起到较好的缓蚀作用。油酸、蓖麻油酸、石油磺酸等在矿物油中溶解度很大，于是常制成相应的金属皂类使用，使其油溶性适宜。而某些多极性基团缓蚀剂，如烯基丁二酸、羟基脂肪酸等，油溶性较差，使用时可添加适量的助溶剂。通常所用的缓蚀剂，当溶人基础油后，所形成的油溶液接近于胶体溶液，是一个不稳定的分散体系。当温度发生变化或经剧烈搅动后会有沉淀产生。当所用缓蚀剂相对分子质量过大或极性太强时，它们在低温下很少能充分溶解在矿物油中。故在配制低温下用的防锈油时，必须考虑防锈性与低温溶解性之问的配合。缓蚀剂油溶性好坏，在制备高浓度防锈油时常常需要考虑。如果防锈油在低温储运时有不明显的浑浊，而当温度回升时，沉淀又恢复溶解，则可以认为该产品的低温溶解性合格。温度也会影响缓蚀剂的吸附，当温度升高时，缓蚀剂分子的热运动加快，会发生脱附现象。然而不同的缓蚀剂由于吸附力的性质不同，吸附牢固程度也不同，因而发生脱附的温度也不同。一般来说，缓蚀剂分子极性越强，吸附得越牢，脱附越困难。在同系物中，随着相对分子质量的增加，脱附温度也随之升高。通常当温度不太高时，可利用增加缓蚀剂浓度的办法使吸附平衡向吸附方向转移。复配技术在缓蚀剂领域也得到广泛应用，因为几种缓蚀剂复合使用，可以达到相互取长补短、相辅相成的效果。例如石油磺酸钡可显著提高抗盐雾性，而苯并三氮唑对铜有特效，它们两者复配既可显著提高钢铁抗盐雾性能，又能有效地防止铜件变色。目前，油溶性缓蚀剂的品种很多，而且各有其特点，我们应当特别注意对缓蚀剂特点的研究与认识，以便进行最佳组合，达到最佳的缓蚀效果。
