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本文研究了曼尼希碱、十二烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和油酸钠(SO)复配型酸洗缓蚀剂在18%盐酸体系中,对A3钢的协同缓蚀性能,并据此研究它们在钢片表面的吸附机理。采用动电位极化曲线法、恒电位暂态阶跃法和循环极化曲线法等电化学方法对复配缓蚀剂在铁电极表面的吸附稳定性进行了研究。
研究结果表明:在单一组分的情况下,曼尼希碱在盐酸溶液中的缓蚀率随着缓蚀剂浓度的增加而增大,最高缓蚀率达到99.63%,OP-10在盐酸溶液中缓蚀率随着缓蚀剂浓度的增加而减少,最高缓蚀率只有37.90%,不能满足实际应用的要求,SO则出现负的缓蚀率。而当它们分别以一半的用量复配时,缓蚀率达到90%以上,这说明它们复配后体现出了良好的协同作用。曼尼希碱型复配缓蚀剂的腐蚀速度与缓蚀率受温度的影响较小,三者复配产生的协同缓蚀作用稳定。曼尼希碱单独作用时,其在钢片表面的吸附基本符合Temkin吸附等温式。而曼尼希碱与OP-10、SO复配后在钢片表面的吸附符合Langmiur吸附等温式。曼尼希碱与0.20%OP-10、0.010%SO复配后,其在钢表面的吸附自由能变△Gm和吸附焓变△Hm均为表明曼尼希碱型复配缓蚀剂在钢片上的吸附过程是自发的且是一个放热的过程,熵变△Sm为正值,表明缓蚀剂在碳钢表面吸附后体系的混乱度增大。电化学极化曲线的测试显示,不同复配方案的缓蚀剂它的缓蚀率越大,阳极脱附电位Edes也越大;同一种复配方案的缓蚀剂,它在盐酸溶液中的浓度越大,在铁电极表面的阳极脱附电位Edes也会增大,即缓蚀剂分子在铁电极表面吸附的稳定性就越强;扫速增大,所得到的铁电极的动电位极化曲线上的腐蚀电流增大,缓蚀率下降,但阳极脱附电位也随之增大。缓蚀剂的阳极脱附可能存在一个孕育期。复配缓蚀剂中曼尼希碱组分的改变对缓蚀率及吸附稳定性的影响都很大,OP-10组分和SO组分的改变对缓蚀率及吸附稳定性的影响较小;综合考虑到缓蚀率、稳定性及价格成本等方面的因素,选择各成分浓度为:0.4%曼尼希碱、0.20% OP-10、0.005% SO时的复配方案作为缓蚀剂的最优方案。