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总体概况
大气腐蚀是指大气中的腐蚀性气体溶解在水中作用于金属表面所引起的腐蚀。大气腐蚀是金属腐蚀的基本类型,几乎所有与大气接触的金属材料都会受到大气腐蚀,大气腐蚀所造成的损失约占腐蚀总损失的一半以上,因此,开展大气腐蚀与防护的研究具有重要的意义。
在已开发的气相缓蚀剂中,商品化的较少。目前商业应用的气相防锈产品的配方中主要为胺的无机酸盐或有机酸盐,新型高效、低毒气相缓蚀剂的开发是气相缓蚀技术的关键。总体来说,我国在生产绿色、易生物降解的环境友好缓蚀剂要比国外落后很多。譬如,国外对苯并三氮唑及其衍生物[、四唑衍生物、咪唑衍生物、2,3-二氮杂萘及其衍生物、仲胺类化合物]等研究较为详尽,且大部分缓蚀剂均为高效低毒型,对其缓蚀机理研究也比较详尽。以下几类缓蚀剂有着很好的发展前景:
(1)可气化的氨基酸烷基酯类
所用的氨基酸包括脂肪氨基酸,含有芳香基或杂原子的氨基酸,这类缓蚀剂挥发性高、无毒、缓蚀效果好、开发前景广阔。
(2)杂环类化合物
这类化合物一般含O、N、S、P等原子的杂环型气相缓蚀剂[32-34],分子内具有多个缓蚀基团。这些杂环类化合物同金属具有较强的吸附作用并形成稳定的配合物或螯合物,而且分子内或分子间极易形成大量的氢键而使吸附层增厚,形成阻滞H+接近金属表面的屏障,因而具有多功能、高效性、适应性强、毒性低等优点,一般属混和型缓蚀剂[。
(3)低聚型或缩聚型缓蚀剂
随着现代有机合成技术的进步,科学工作者已能控制缓蚀剂分子的聚合度,合成许多新型结构的低聚物气相缓蚀剂。例如,张大全[36]等对吗啉低聚物气相缓蚀剂进行了研究,这为开发新型低聚物气相缓蚀剂可能带来气相缓蚀技术研究与开发的新突破。
(4)可分解的较高分子量胺
这类气相缓蚀剂可以在一定的条件下分解、释放出小分子量的胺,分散在气相中的胺对酸性气体有一定的中和作用。同时,可以吸附在金属表面上形成吸附层,达到防腐蚀的目的。
(5)其他类气相缓蚀剂
二硝基苯甲酸二环己基胺、二硝基哌啶衍生物和硫脲衍生物等。据报道这些物质具有较好的气相缓蚀效果[37].
(6)通用型气相缓蚀剂
在实际应用中,被保护的金属构件多是多金属组合件,开发出对黑色金属和有色金属同时适用的通用型气相缓蚀剂,成为气相缓蚀剂的重点发展方向。60年代初,人们已研究多种多功能通用气相缓蚀剂,如苯并三氮唑及其衍生物、邻硝基化合物、巯基苯丙噻唑、肟类化合物等气相缓蚀剂[39-41].这些化合物含有多个缓蚀基团(如氨基、羰基、羟基、烷基、硝基等)。结果表明,这些活性基团不但对Cu及铜合金具有良好的缓蚀性能,而且对 Fe、Zn、Cd 等金属具有良好的缓蚀效果。