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298第十三届全国缓蚀剂学术讨论会论文集

天然环保型缓蚀剂研究进展

李言涛

(中国科学院青岛海洋研究所，山东青岛，266071)

1前言

人类进入21世纪，可持续发展战略已成为世界各国的共识，当今社会可持续发展面临三大问题：人口膨胀，资源短缺，环境恶化。腐蚀是现代工业和生活中的重要破坏因素，据估计，腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的3~4%,而添加缓蚀剂是一种工艺简便、成本低廉、适用性强的腐蚀控制方法，在保护资源、减少材料损失方面大有作为，被广泛用于多种领域中。缓蚀剂的出现始于金属酸洗及酸洗缓蚀剂的应用。世界上第一个缓蚀剂专利，公认是英国1860年Baldwin的专利(B.P,这份专利提供的缓蚀剂组成是糖浆与植物油的混合物。20世纪初，缓蚀剂的研究和应用开始活跃起来。缓蚀剂的有效成分逐渐从天然植物转向矿物原料加工产品(如煤焦油),美国化学文摘(CA)第一卷(1907)的腐蚀栏目里，刊录了2条有关缓蚀剂的文摘。20世纪30年代中期，人工合成有机缓蚀剂获得成功，被认为是缓蚀剂技术的一次重大突破。近半个世纪以来，缓蚀剂的品种、质量得到了很大的提高。就整个缓蚀剂领域而言，不论从缓蚀剂品种、缓蚀机理上，还是从应用范围及其科研投入上都在发生着日新月异的变化。

我国也非常重视缓蚀剂方面的研究，1953年在天津试制了最早的国产缓蚀剂若丁。我国缓蚀剂的研究工作在20世纪70年代末开始进展较快，在注重开发和应用技术的同时，还注意加强缓蚀剂新产品的开发。从化工、医药副产物下角料和动植物、水生植物中提取缓蚀剂，是我国酸洗缓蚀剂研究的又一个特点。随着环境保护意识的加强，一些有害的缓蚀剂将被限制或禁止使用，保护环境，研究和开发对环境不构成破坏作用的无毒无害的环境友好缓蚀剂成为缓蚀剂研究开发的方向。

2研究历程

1981年Srivastava等研究了罂粟、大蒜、山茶等植物萃取液对软钢和铝在NaCl,H?SO?溶液中腐蚀的抑制作用。

1982年Salch等2发现芒果皮提取物对盐酸中钢铁的缓蚀效率为82%,柑桔皮及芦荟叶提取物为80%。

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1984年Salch等3又介绍了葫芦巴、羽扇豆、姜果棕、甜菜和茄子萃取物对盐酸或硫酸溶液中低碳钢、铝、锌、铜腐蚀的影响。萃取物的缓蚀作用受其浓度、类型，腐蚀酸的浓度、类型的影响，天然产物的缓蚀机理主要是吸附作用。在盐酸5~10%溶液中，天然产物对钢的最大缓蚀率大于70%。在盐酸5%溶液中，对铝的缓蚀效率能达到80%。在硫酸溶液中，所有萃取物都对铜产生很好的保护。

1986年陶映初等4将花椒、茶叶、果皮等的萃取物胡椒碱、咖啡因和氨基酸，与一种水溶性咪唑啉衍生物复配，对5~10%盐酸中的碳钢的缓蚀率在40℃下高达95.0%。

1989年郭稚弧和唐和清5从黄柏、橘皮、黄苓等天然植物中提取缓蚀剂有效组分取得的成功。

1991年林开涵6发现茶皂素对碳钢在硫酸或盐酸酸洗介质中具有缓蚀作用。当茶皂素与含硫化合物复合作用，其在15%H?SO?中，在40℃下的缓蚀率约为98%。它既抑制腐蚀的阴极过程，也抑制其阳极过程。当茶皂素与胺类和含氮化合物复合作用，其在10%HCl中，在40℃下的缓蚀率约为93%,系抑制腐蚀的阴极过程。

1992年郝凌和彭传先7研究了鸡蛋水解制取酸洗缓蚀剂的最佳条件及水解产物对碳钢在盐酸中的缓蚀作用，探讨了各种因素对缓蚀率的影响及缓蚀作用机理。结果表明，在最佳条件下得到的鸡蛋水解产物对碳钢的缓蚀率可达90%以上，受温度和酸浓度的影响不大。

郝凌和蔡康煜[8还将新鲜河蚌在6M盐酸中水解一定时间后，经过滤得到含有多种化合物和氨基酸的水解混合物，然后用失重法评定水解产物对碳钢在酸性介质中的缓蚀性能。结果表明，河蚌水解10小时左右所得产物具有最佳缓蚀性能，随着水解产物浓度和温度的升高，缓蚀率均上升。

1993年Mueller,Sibes和Little?用聚天冬胺酸模拟蚝壳蛋白质片断，发现海水中AISI1018低碳钢的缓蚀与聚天冬氨酸的剂量有关，当浓度达100ug/ml时，缓蚀剂达到最大效率60%,在淡水或稍碱性的磷酸氨具有相似的缓蚀性。聚天冬氨酸的缓蚀性与剂量和时间有关。

Mueller10还利用多糖聚合酶对海水中的AISI1018低碳钢进行了缓蚀研究，结果表明缓蚀率只有60%。

旷亚非和李鹰I发现天然蛋白物明胶、人发、鱼粉、棉饼水解物对