全文总字数:1973字
1. 研究目的与意义
缓蚀剂技术由于具有操作简单、见效快、能保护整个系统等优点,而广泛应用于石油品生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、仪表制造等生产过程。随着工业和科学技术的发展, 缓蚀剂的种类、功能以及缓蚀原理得到发展与创新, 缓蚀剂种类繁多,缓蚀原理各异,但由于性价比及原料来源等多方面因素的影响, 能投入实际生产的缓蚀剂有限,进一步对油溶性缓蚀剂的缓蚀机理和最佳缓蚀剂组合进行研究,有利于工业生产中缓蚀剂的选择。
PAMAM树状大分子具有大量的端基氨官能团,能与油滴表面的极性物质发生化学吸附作用,参与成膜,把原来吸附的表面活性剂分子和其它活性物质部分顶替下来,削弱油水界面膜强度,达到油水分离的效果,因此PAMAM树状大分子加入到石油磺酸盐缓蚀剂中有助于石油磺酸盐在金属工件面上防锈缓蚀效果的增强。此次课题的研究就是为了探究PAMAM对石油磺酸盐缓蚀剂的增益程度以及为了改善市场上用的石油磺酸盐类防锈油的防锈性能。
2. 国内外研究现状分析
起初铬酸盐、重铬酸盐等的缓蚀应用较为广泛,但因为其有毒而污染环境逐渐被限制,20世纪60年代起,一系列高效、有机、无毒缓蚀剂被研发出来,20世纪末,美国等国家更加注重缓蚀剂的环境友好性,21世纪以前,国内关于缓蚀剂的多数研究只关注其功能强弱,很少考虑其环境性能,约从2002年起,人们越来越意识到环保的重要性,缓蚀剂的环境性能也迅速成为新型缓蚀剂性能评价的重要指标之一,包括钼酸盐、钨酸盐等在内的无毒或低毒无机缓蚀剂与以生物提取物和有机合成物为主的可降解有机化合物、聚合物缓蚀剂逐渐占据舞台。
目前我国缓蚀剂的发展已达到一定水平, 但由于成本和效率等因素的影响,石油磺酸钡、二壬基萘磺酸钡和羊毛脂钡皂等仍是工业生产中使用最为广泛的油溶性缓蚀剂。当使用单一缓蚀剂时,缓蚀剂用量较大,在金属表面形成的防锈膜层致密度不高,缓蚀效果一般[20]。当多种缓蚀剂混合使用时,会出现缓蚀剂不相溶的情况,严重影响防锈油脂的防锈效果。而且,现有缓蚀剂大多含有钡、铅和芳香烃等有害身体的物质,不仅对生产人员的人身安全构成隐患,也对环境造成恶劣影响。如何开发新型环保、高效的缓蚀剂并寻找匹配的缓蚀剂组合是提高金属抗腐蚀性能的关键[21]。
化学品的广泛使用一方面给人类创造美好的生活提供了有效的手段,另一方面也给人类和环境造成极大的危害,缓蚀剂作为一类广泛使用的防腐蚀化学品,为降低缓蚀剂在使用过程中对环境和人类造成的危害,研究开发高效低毒的绿色缓蚀剂新品种,一直是缓蚀剂研究的重要内容。从天然动植物、农副产品中提取环保型缓蚀剂,是近年来缓蚀剂研究开发的一个热点[3]。目前关于天然植物萃取液用作缓蚀剂的研究工作十分活跃,报道的植物有罂粟、大蒜、山茶、芒果、甜菜、茄子、花椒、茶叶、黄柏、橘皮、黄苓、蒲公英、豚草、黄连、薄荷、大茴香、竹叶等。此外,近年来对咪唑啉、季铵盐、吡啶类、噻二唑、嘧啶类等及它们的衍生物的拓展研究和改性也是热点之一[7]。防锈油具有防锈效果好和使用方便等特点,在防锈领域中得到了广泛应用。结合目前研究现状,对其未来发展进行展望:①加强多功能防锈油研究。选用多种防锈添加剂复合使用,具有优异的综合性能,满足多种条件下金属制品的防护和使用需要;②加强环境友好型防锈油研究。现有防锈油大多含有硫、钡、芳香烃等有害物质。不仅危害人类的生命和健康,同时也对环境造成影响。随着人类环保意识提高,新型环保防锈油研究势在必行;③加强可工业化制备的防锈油研究。不仅要求良好的防锈性能,更关键是工业化制备工艺简单、成本低廉。因此,工业化制备的研究成为更广泛应用的关键所在[13]。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:本论文主要研究了石油磺酸盐缓蚀剂对金属冶金件的防锈缓蚀效果以及添加了pamam对石油磺酸盐缓蚀剂缓蚀性能的增益;通过对预处理(打磨,除油,风干等)过的金属工件使用抗盐雾实验,电化学实验,湿热实验等多种实验方法进行同种工件的正交对照实验来研究pamam对石油磺酸盐缓蚀剂的增益效果以及增益机理。
研究计划:1个月用时,合成pamam,并与石油磺酸盐缓蚀剂进行配比;
2个月用时,对金属工件使用抗盐雾实验,电化学实验,湿热实验等多种实验方法进行同种工件的正交对照实验。
4. 研究创新点
PAMAM树状大分子具有大量的端基氨官能团,能与油滴表面的极性物质发生化学吸附作用,参与成膜,把原来吸附的表面活性剂分子和其它活性物质部分顶替下来,削弱油水界面膜强度,达到油水分离的效果,因此PAMAM树状大分子加入到石油磺酸盐缓蚀剂中有助于石油磺酸盐在金属工件面上防锈缓蚀效果的增强。此次课题的研究就是为了探究PAMAM对石油磺酸盐缓蚀剂的增益程度以及为了改善市场上用的石油磺酸盐类防锈油的防锈性能。
