环保型气相防锈纸及防锈机理的研究

摘要

安全、无毒、环保是气相防锈剂的发展趋势，为了对国内以亚硝酸钠为主要成分的气相防锈剂进行更新换代，制备环保型气相防锈系列产品。本论文的研究工作包括以下几个方面： 1.通过单组分及多组分复配进行静态防锈甄别实验，研究了苯甲酸钠、乌洛托品、苯丙三氮唑、碳酸环己胺、植酸胺在5%NaCl氛围中对Q235型钢片腐蚀行为的影响。研究表明：苯甲酸钠、乌洛托品、苯丙三氮唑缓蚀能力一般，不能单独作为气相防锈剂使用，碳酸环己胺单组份虽然有不错的气相缓蚀能力，但是不能通过三天静态气相防锈实验；在双组份气相防锈方面，苯并三氮唑和乌洛托品具有协同作用，苯并三氮唑和碳酸环己胺具有拮抗作用；植酸胺化调节pH=10时，具有最佳的缓蚀性能，Q235钢铁表面光亮无锈；优选配方为m(苯甲酸钠)：m(乌洛托品)：m(苯并三氮唑)：m(植酸胺)=5:2:2:1，较优用量为1L体积使用2g。 2.通过对不同涂布量下气相防锈纸的静态防锈性能的研究发现：当防锈液质量分数为35%，有效涂布面积为12.6g/m2时为最佳用量；最佳条件下，中性盐雾实验15d，试片光亮无锈。 3.进行气相防锈膜中试试验，并通过中性盐雾试验、气相防锈剂缓蚀能力实验对气相防锈膜防锈效果进行验证，研究表明：中性盐雾试验15 d后，工厂试片仍保持光亮无锈；缓蚀能力实验中三组平行实验缓蚀能力为0级，钢铁表面光亮无锈蚀。 4.通过电化学极化曲线分析，结合气相防锈甄别实验，进行防锈剂缓蚀机理的研究。研究表明：苯甲酸钠、乌洛托品、苯丙三氮唑、碳酸环己胺、植酸胺主要是抑制阳极为主的缓蚀剂；在双组份气相防锈方面，苯并三氮唑和碳酸环己胺由于空间位阻的影响产生拮抗效应，苯并三氮唑和乌洛托品有着挥发性和吸附类型协同效应；苯并三氮唑、乌洛托品、植酸胺中电负性较大的O、N、P与Fe的d空轨道进行杂化，形成配位键吸附于金属表面，以C、H原子为骨架的非极性基团远离金属表面，自组装形成了一层致密的单分子薄膜。 5.通过扫描电子显微镜分析，制备的气相防锈纸与未涂布中性牛皮纸相比，其纤维形状并没有明显的变化，单根纸张纤维表面上的细小纹理被完全遮挡，但纤维间的间隙仍清晰可见；制备的气相防锈膜与PE膜相比，有明显的区别，PE膜表面平滑均一，无明显的突出和轮廓；气相防锈膜有明显的凸凹不平，其表面的孔隙清晰可见，有的地方甚至存在细小的颗粒依存于表面。 6.通过表面增强拉曼光谱分析，Q235钢铁中的Fe原子主要吸附在苯甲酸钠COO－附近，乌洛托品C—N附近、苯丙三氮唑N—N附近和植酸胺P—O附近。 7.制备的盐酸萘乙二胺法显色剂比传统的淀粉碘化钾显色剂拥有更佳的灵敏性，并能在气相防锈膜中给出清晰的亚硝酸钠分布状态，制备的亚硝酸钠显色卡可以快速的对防锈制品中亚硝酸钠含量进行定量分析。

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5.8本章小结

6.3.4拉曼光谱分析

6.7 拉曼光谱分析