烷基磷酸酯緩蝕膜的水相自組裝方法和對鐵基體的腐蝕防護性能研究.pdf

1、鐵及其合金是我們生活和生產中不可或缺的一部分。鐵的最大用途是用于煉鋼，也大量用來制造鑄鐵和煅鐵。隨著社會經濟的發(fā)展，鋼鐵作為經濟發(fā)展的重要指標，越來越突顯出它的地位和作用。但是鐵制品極易受到腐蝕，據(jù)報道，我國每年由于腐蝕而造成的鋼鐵損失約占年產量的10～20％。因此，加強對鐵制品的腐蝕防護刻不容緩。目前，國內外文獻也報道了大量有關鐵制品腐蝕與防護的方法。烷基磷酸酯是一種雙親性分子，其親水性的頭部可以作為吸附中心吸附在鐵基底表面，而疏水性

2、的尾部可以將附著于鐵基底表面的親水性物質排開。因此，從理論上講，烷基磷酸酯可以作為一種成膜物質吸附在鐵表面。目前已有一些關于烷基磷酸酯在金屬及非金屬氧化物表面成膜的報道，但很不系統(tǒng)。本文主要研究了烷基磷酸酯自組裝薄膜對鐵基底的保護作用，分析了影響其保護作用的因素:如浸泡時間和磷酸酯的濃度，以及酸性環(huán)境對烷基磷酸酯在鐵基底表面成膜的影響。本研究分為兩個部分：
　?、逭』姿釂熙ズ驼夯姿釂熙ピ阼F表面的自組裝成膜及其耐腐蝕性能的表

3、征。首先，通過酯化反應，直接利用P2O5與不同碳鏈的脂肪醇合成了正丁基磷酸單酯和正己基磷酸單酯，然后，把提純所得的烷基磷酸酯用超純水稀釋，配制成不同質量分數(shù)的水溶液。將拋光至鏡面的鐵電極浸入到稀釋后的溶液中，浸泡一段時間，使烷基磷酸酯分子吸附在鐵基底表面成膜。通過紅外光譜、X射線光電子能譜等表面元素分析方法對保護膜進行表面分析。研究發(fā)現(xiàn)，烷基磷酸酯保護膜可以通過靜電作用力吸附在鐵的表面。通過電化學阻抗譜和極化曲線對保護膜的保護性能進行了

4、研究，電化學阻抗譜的結果顯示，烷基磷酸酯修飾過的鐵電極的高頻容抗弧明顯增大，Warburg阻抗幾乎消失;極化曲線結果顯示，鐵電極表面覆蓋了烷基磷酸酯之后，其腐蝕電流密度明顯減小。這說明，烷基磷酸酯保護膜對鐵表面的腐蝕起到了顯著的抑制作用。對電化學阻抗譜及極化曲線進行了擬合，并通過擬合數(shù)據(jù)計算出了兩種烷基磷酸酯保護膜對鐵基底的保護效率，比較發(fā)現(xiàn)，長碳鏈的正己基磷酸酯薄膜的保護效率并不比短碳鏈的正丁基磷酸酯薄膜的保護效率高。最后，我們利用了

5、接觸角對烷基磷酸酯保護膜的疏水性能進行了評價，發(fā)現(xiàn)正己基磷酸酯保護膜與正丁基磷酸酯保護膜的疏水性相差不大。在多種表征的基礎上，提出了兩種烷基磷酸酯保護膜在鐵表面的成膜機理。
　?、娑?2-乙基己基)磷酸酯于不同腐蝕介質中對鐵基底的保護作用。首先，把二（2-乙基己基）磷酸酯溶解到乙醇溶液中，配制成一定質量分數(shù)的乙醇溶液，將拋光至鏡面的鐵電極浸入到稀釋后的溶液中，浸泡一段時間，使烷基磷酸酯分子吸附在鐵基底表面成膜。利用電化學阻抗普和極