高低温交变湿热试验箱总是单分子层 有选择

　　分 析 防 锈 剂 钢铁裸露在空气中会发生什么现象？ 钢铁裸露在空气中会发生什么现象？遇到这种 情况该怎么办？ 情况该怎么办？ Rust Inhibitors 本章知识点 了解： 了解：金属生锈和腐蚀的主要原因 知道： 知道：防锈剂的主要类型 掌握： 掌握：防锈剂的作用机理 金属的腐蚀与锈蚀 金属受外界环境或介质的化学或电化学 作用而引起的变质和破坏称为腐蚀。 作用而引起的变质和破坏称为腐蚀。复合盐雾试验箱黑色金 属在大气中的腐蚀称为锈蚀。 属在大气中的腐蚀称为锈蚀。 电化学腐蚀 金属在有水和电解质存在的介质中的腐蚀， 金属在有水和电解质存在的介质中的腐蚀，称为电 化学腐蚀。 化学腐蚀。主要是由于金属之间的不同电极电位或金 属与非金属之间的不同电极电位, 属与非金属之间的不同电极电位,在腐蚀介质存在下构 成腐蚀电池(有电流产生）。 成腐蚀电池(有电流产生）。 电极电位表示金属失去电子而离子化的能力， 电极电位表示金属失去电子而离子化的能力，电极 电位越小，成为离子的趋势越大，腐蚀的可能性越大。 电位越小，成为离子的趋势越大，腐蚀的可能性越大。 Zn(Fe(如Mg（-2.38) Zn(-0.76) Fe(-0.44) Mg（ 钢铁材质内含有少量碳、硅等无机物， 钢铁材质内含有少量碳、硅等无机物，经常受 各种应力加工、 各种应力加工、电、气焊、弯曲变形，各部分能量 气焊、弯曲变形， 分布不均匀，且表面沾污着灰尘、沙土等脏物， 分布不均匀，且表面沾污着灰尘、沙土等脏物，当 有腐蚀介质存在时，会形成局部腐蚀电池， 有腐蚀介质存在时，会形成局部腐蚀电池，产生腐 蚀。 钢铁在大气中的锈蚀 水膜 O2 OH- OH OH- Fe2+ Fe2+ Fe2+ 阳极区的阳极反应： 阳极区的阳极反应： Fe – 2e → Fe2+ 杂质(阴极区 杂质 阴极区) 阴极区 钢 铁(阳极区 阳极区) 阳极区 阴极区的阴极反应： 阴极区的阴极反应： 铁在水膜下锈蚀 1/2 O2 + H2O + 2e → 2 OH- 防锈油的作用机理 随腐蚀进行，Fe2+与OH-形成Fe(OH)2,进 随腐蚀进行， 形成Fe(OH) 一步与O 反应生成红褐色Fe(OH) 一步与O2和H2O反应生成红褐色Fe(OH)3，沉淀 于铁表面，即铁锈。 于铁表面，即铁锈。 1、复合盐雾试验箱防锈剂分子在金属表面形成吸附性保护 膜； 2、防锈剂对水和酸等极性物质的增溶用； 防锈剂对水和酸等极性物质的增溶用； 3、防锈油对水的置换性能和脱水性能。 防锈油对水的置换性能和脱水性能。 表面吸附形式 物理吸附 化学吸附 化学吸着 物理吸附 吸附与被吸附靠分子的范得华力 其中又可以分为: 其中又可以分为: 取向力, 取向力 , 诱导力, 诱导力 , 色散力 物理吸附的特点 吸附力小,吸附时放出的热量小 0.1 千卡/摩尔, 0.1吸附力小 ,吸附时放出的热量小0.1-1千卡 /摩尔,接近于气 体液化热; 体液化热; 吸附不牢固,容易脱附,温度升高,吸附明显减弱. 吸附不牢固,容易脱附,温度升高,吸附明显减弱. 对各种金属无选择性,吸附速度快 . 对各种金属无选择性 ,吸附速度快. 没有电子转移,化学键的形成和破坏现象 . 没有电子转移,化学键的形成和破坏现象. 可以是单分子层,也可以是多分子层. 可以是单分子层,也可以是多分子层. 化学吸附的特点 放出较多的能量,10-100千卡/摩尔,接近于化学反应热. 放出较多的能量,10-100千卡/摩尔,接近于化学反应热. ,10 千卡 比物理吸附牢固得多,不易脱附 ,温度升高, 比物理吸附牢固得多,不易脱附,温度升高 ,化学吸附加 快. 吸附热一般大于吸附分子本身的离解能, 吸附热一般大于吸附分子本身的离解能,因而吸附分子 常离解. 常离解. 有选择性,总是单分子层. 有选择性 ,总是单分子层. 吸附是不可逆反应,但没有生成新相的化合物, 吸附是不可逆反应,但没有生成新相的化合物,金属原子 仍保留在原有的晶格上. 仍保留在原有的晶格上. 化学吸着的特点 极性分子与金属表面分子结合并相互作用 产生新的相. 产生新的相. 温度升高, 温度升高,平衡朝有利于形成化学吸着的方 向转移. 向转移. 表面形成一层薄膜. 表面形成一层薄膜. 防锈剂对金属表面的吸附 ? 主要是基于静电性相互作用的物理吸附和 伴随着形成化学键的化学吸附, 伴随着形成化学键的化学吸附,以及进一步 生成新相化合物的化学吸着. 生成新相化合物的化学吸着. ? 防锈剂在油-空气界面也是定向吸附. 防锈剂在油-空气界面也是定向吸附. ( )35 防锈剂吸附膜的结构 分 子 防锈剂从溶液移向金属表面吸附时, 防锈剂从溶液移向金属表面吸附时,其吸附量 随着溶度的增加而增加. 随着溶度的增加而增加. 量 3 吸附分子在金属表面是垂直排列的. 吸附分子在金属表面是垂直排列的. 1 可以是单分子和多分子吸附膜. 可以是单分子和多分子吸附膜. 20 浸渍时间,小时 浸渍时间 小时 化学结构对吸附和防锈性的影响 铁 粉 上 的 吸 附 量 III 取决于分子中极性基团和非极性基团的结构. 取决于分子中极性基团和非极性基团的结构 . 极性基团的影响: 极性基团的影响: 防锈性强的极性基团: SO3- COO防锈性强的极性基团 :-SO3-,-COO中等防锈性的极性基团: 中等防锈性的极性基团 :-COOH, POOH 防锈性弱的极性基团:NH,-OH,-C=O,防锈性弱的极性基团 :NH,-OH,-C=O,-COOR, :NH, -C=N II I % 亲油剂对马来酸防锈性的影响 % 0.1 0.1 0.1 0.1 时间/ 时间 1/16 1 20 45 180 180 烷基碳链对防锈性的影响 C14以上可以形成致密的单分子层膜. C14以上可以形成致密的单分子层膜. 以上可以形成致密的单分子层膜 直链脂肪酸的烃基越大,其吸附性越好 . 直链脂肪酸的烃基越大,其吸附性越好. 有支链或双链存在, 有支链或双链存在,则烃基间的相互作用减 防锈性变差. 弱 ,防锈性变差. 基础油的效果 如果没有基础油, 如果没有基础油 ,单独靠防锈剂的极性分子吸附层是不 起防锈作用的. 起防锈作用的 . 防锈剂分子的吸附不可能很紧密， 防锈剂分子的吸附不可能很紧密，而基础油分子深入吸 附的添加剂分子之间， 附的添加剂分子之间， 增加与添加剂分子中烃基的吸引 共同堵塞孔隙，使吸附膜更加完整密实. 力 ，共同堵塞孔隙，使吸附膜更加完整密实. 这样的吸附膜可以有效地阻止水、氧等腐蚀介质的侵入。 这样的吸附膜可以有效地阻止水、氧等腐蚀介质的侵入。 油效应） （ 油效应 ） 金 属 防锈剂的水置换性 γwo 水 γsw θ 油 γso 固体 腐蚀性物质的钝化和除去(指纹) 腐蚀性物质的钝化和除去(指纹) 指纹含有水分,氯化钠,尿素,乳酸, 指纹含有水分,氯化钠,尿素,乳酸,其他无机盐 吸附水分,溶解水分,置换, 吸附水分,溶解水分,置换,抑止 防锈剂种类 按化学结构分类： 按化学结构分类： 羧酸和羧酸盐 酯 （醇 ） 磺酸盐及其它含硫化合物 胺及其它含氮化合物 磷酸， 磷酸，磷酸酯及其它含磷化合物 一元羧酸： 一元羧酸： 羧酸及羧酸盐 ? 动植物脂肪酸：硬脂酸，油酸，高低温交变湿热试验箱棕榈酸， 动植物脂肪酸：硬脂酸 ，油酸，棕榈酸， 羊毛酸，复合盐雾试验箱高低温交变湿热试验箱羊油酸， 羊毛酸 ，高低温交变湿热试验箱羊油酸，牛油酸 ? 天然酸：石油酸 天然酸： ? 气相防锈剂 ：辛酸，壬酸，葵酸 气相防锈剂：辛酸，壬酸， 羧酸及羧酸盐（2） 羧酸及羧酸盐（ 二元羧酸： 二元羧酸： 油酸、油醇、 油酸、油醇、及几种不饱和化合物与顺 丁烯二酸酐反应产物， 丁烯二酸酐反应产物，如油酸甲酯顺丁 烯二酸。 烯二酸。 羧酸及羧酸盐（ 羧酸及羧酸盐（3） 其他极性基的羧酸： 其他极性基的羧酸： ? 羟基脂肪酸 CH3(CH2)2nCH(OH)COOH ? α-巯基脂肪酸RCH(SH)COOH 巯基脂肪酸RCH(SH)COOH ? 油酰肌胺酸 羧酸及羧酸盐(4) 羧酸及羧酸盐(4) 氧化石蜡:氧化深度加深,防锈性变好, 氧化石蜡:氧化深度加深,防锈性变好,油溶 性变差. 性变差. 743及743钡皂 743及743钡皂 743钡皂:抗盐雾性能不如石油磺酸盐, 743钡皂:抗盐雾性能不如石油磺酸盐,抗湿 钡皂 热性能好,更突出使耐大气腐蚀性能. 热性能好,更突出使耐大气腐蚀性能.对黄 铜,铝,钢有极好的防腐性. 钢有极好的防腐性. 羧酸及羧酸盐(5) 羧酸及羧酸盐(5) 羧酸盐: 羧酸盐: 脂肪酸,环烷酸,松香酸, 酯酸, 脂肪酸,环烷酸,松香酸,羊毛 酯酸,烯 基丁二酸,氨基酸等的金属皂( 基丁二酸,氨基酸等的金属皂(镁,铝,锌, 铅,钙,钡)和铵盐(一元胺,聚胺,松香胺, 和铵盐(一元胺,聚胺,松香胺, 牛脂胺). 牛脂胺). 醇和酯 醇和高级脂肪醇不能单独使用, 醇和高级脂肪醇不能单独使用,需与磺 酸盐复合使用. 酸盐复合使用. 多元醇羧酸酯:山梨糖醇单油酸酯( 多元醇羧酸酯:山梨糖醇单油酸酯(司本 80)----非离子型表面活性剂,HLB=4.3 80)----非离子型表面活性剂,HLB=4.3 ----非离子型表面活性剂 季戊四醇单油酸酯 磺酸盐 石油,合成磺酸盐:碱金属, 石油,合成磺酸盐:碱金属,碱土金属 磺酸的分子量以500左右为好 磺酸的分子量以500左右为好 500 石油磺酸钡:良好的耐盐雾,盐水,浸渍性, 石油磺酸钡:良好的耐盐雾,盐水,浸渍性,和 汗液置换性, 黄铜,紫铜,青铜,铝合金, 汗液置换性,对 钢,黄铜,紫铜,青铜,铝合金, 锌,镉无腐蚀;抗大气腐蚀性能不如羧酸皂, 镉无腐蚀;抗大气腐蚀性能不如羧酸皂, 氧化石油脂钡皂. 氧化石油脂钡皂. 苯并三氮唑及其胺盐 二壬基萘磺酸钡 铜和银等有色金属的防锈,防腐剂, 铜和银等有色金属的防锈,防腐剂,特别是抑 一定的抗盐雾,盐水浸渍性, 一定的抗盐雾,盐水浸渍性,和手汗置换 能力, 能力,对钢及有色金属的防锈与石油磺 酸钡相近, 酸钡相近,但油溶性显著地优于石油磺 酸钡. 酸钡. 止铜的变色和腐蚀很有效. 止铜的变色和腐蚀很有效. 可以作为气相缓蚀剂 油溶性差,挥发性大,一定的微酸性. 油溶性差,挥发性大,一定的微酸性. 防锈油脂的应用 液体防锈油 稀释型防锈油 防锈脂 内内内内 石石工防防防 液液防防防 防防防防防内 工工工内工工工 气气防防 封封内 液液液液 防防防防 防防内防防 全全工 涂涂工 防锈脂 水石石 石防石石石石 常温涂覆脂(冷涂脂) 常温涂覆脂(冷涂脂) 软软防防 硬软防防 乳乳工防防防 乳乳乳乳防 加温涂覆脂 工工工内工工工 封封内 防锈油用基础油 要求严格脱水 调和前要求脱水. 调和前要求脱水. 防锈性的评定方法 潮湿箱试验 盐水喷雾试验 加速风化试验 储存试验 盐水浸渍试验 透平油防锈试验 小 结 思 考 题 1、什么是防锈剂的油效应？ 什么是防锈剂的油效应？ 防锈剂的种类和作用机理 防锈剂的油效应 2、防锈剂的作用机理是怎样的？ 防锈剂的作用机理是怎样的？
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