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磷系硫醇基硫代磷酸酯高温缓蚀剂,通常由不同碳链长度的脂肪醇与五硫化二磷或三氯硫磷在一定温度下反应而成。本文首先以正壬醇与五硫化二磷为原料对合成工艺条件进行了考察,利用红外光谱对其结构进行了表征,并通过失重法对不同条件下合成的缓蚀剂进行了评价,确定了最佳工艺条件:其次,在环烷酸-白油(酸值10 mgKOH/g)腐蚀介质中研究了腐蚀反应温度、缓蚀剂用量对缓蚀剂缓蚀性能的影响,并对成膜试片进行了表面形貌和元素分析;最后根据上述研究结果对其缓蚀机理进行了初步探讨。
研究结果表明,合成的硫醇基硫代磷酸壬酯高温缓蚀剂在环烷酸-白油腐蚀介质对20#碳钢具有良好的缓蚀性能。在实验温度280℃,实验时间48 h,搅拌转速200 rpm的实验条件下,当缓蚀剂加入量为100 ppm时就具有较好的缓蚀效果,20#钢腐蚀速率仅为0.103 mm/a,缓蚀率达到了90%以上,且缓蚀率随缓蚀剂浓度的增大而提高。
根据实验研究结果及成膜分析,认为合成缓蚀剂为吸附、沉积型缓蚀剂,在极性基团和非极性基团的协同作用下产生缓蚀效果:非极性基团起到空间位阻效应;极性基团中带电负性的S2-与Fe2+反应沉积;同时,带孤对电子的硫吸附于金属Fe表面,从而形成多中心吸附沉积膜。