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(hù)性能研究.pdf

1、鐵及其合金是我們生活和生產(chǎn)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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼鐵作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)，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(bào)道，我國每年由于腐蝕而造成的鋼鐵損失約占年產(chǎn)量的10～20％。因此，加強(qiáng)對鐵制品的腐蝕防護(hù)刻不容緩。目前，國內(nèi)外文獻(xiàn)也報(bào)道了大量有關(guān)鐵制品腐蝕與防護(hù)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(zhì)排開。因此，從理論上講，烷基磷酸酯可以作為一種成膜物質(zhì)吸附在鐵表面。目前已有一些關(guān)于烷基磷酸酯在金屬及非金屬氧化物表面成膜的報(bào)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(hù)作用，分析了影響其保護(hù)作用的因素:如浸泡時(shí)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(gè)部分：
　　㈠正丁基磷酸單酯和正己基磷酸單酯在鐵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(yīng)，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(zhì)量分?jǐn)?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(shí)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(hù)膜進(jìn)行表面分析。研究發(fā)現(xiàn)，烷基磷酸酯保護(hù)膜可以通過靜電作用力吸附在鐵的表面。通過電化學(xué)阻抗譜和極化曲線對保護(hù)膜的保護(hù)性能進(jìn)行了

4、研究，電化學(xué)阻抗譜的結(jié)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(jié)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(hù)膜對鐵表面的腐蝕起到了顯著的抑制作用。對電化學(xué)阻抗譜及極化曲線進(jìn)行了擬合，并通過擬合數(shù)據(jù)計(jì)算出了兩種烷基磷酸酯保護(hù)膜對鐵基底的保護(hù)效率，比較發(fā)現(xiàn)，長碳鏈的正己基磷酸酯薄膜的保護(hù)效率并不比短碳鏈的正丁基磷酸酯薄膜的保護(hù)效率高。最后，我們利用了

5、接觸角對烷基磷酸酯保護(hù)膜的疏水性能進(jìn)行了評價(jià)，發(fā)現(xiàn)正己基磷酸酯保護(hù)膜與正丁基磷酸酯保護(hù)膜的疏水性相差不大。在多種表征的基礎(chǔ)上，提出了兩種烷基磷酸酯保護(hù)膜在鐵表面的成膜機(jī)理。
　?、娑?2-乙基己基)磷酸酯于不同腐蝕介質(zhì)中對鐵基底的保護(hù)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(zhì)量分?jǐn)?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(shí)間，使烷基磷酸酯分子吸附在鐵基底表面成膜。利用電化學(xué)阻抗普和極