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防锈油的形成,防锈油的机理作用有哪些?

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防锈油的形成,防锈油的机理作用有哪些?

发布日期:2019-07-23 作者: 点击:

防锈油的防锈作用之——吸附作用

根据吸附理论,防锈油能起到防锈作用,主要是它在金属表面的吸附,使金属的离子化倾向减少,从而减少了金属表面原子的反应能,使金属表面趋于稳定状态

防锈油中的防锈剂是具有极性的有机化合物,也是表面活性剂,是由不对称的极性和非极性两部分组成。当防锈剂溶于基础油时,极性部分如-OH,-COOH,-SO3,-NH2等与极性物质的金属,水等有亲合能力,有吸附于极性物质的趋势;非极性部分即烃基与非极性物质基础油有亲合力,容易吸附在油的表面上,使油表面张力明显降低,具有亲油,憎水的能力,因此,当防锈油脂油脂涂于金属表面时,防锈剂极性部分在油-金属界面形成定向吸附,其吸附趋势及牢固程度取决于极性基的强弱。同样的金属、同样浓度的除锈防锈剂价格,分子极性越强,就越容易吸附,而且吸附得越牢固。防锈剂分子的非极性部分在金属表面形成一层疏水性保护膜,阻碍着参与腐蚀反应的有关电荷或物质的移动,使腐蚀速度减缓。其余的防锈剂分子,其非极性基(烃基)朝外向排列于油中,极性基则朝里向排列聚集在一起,形成胶束或胶团状溶存于油中。这种胶束能溶化吸附水和不溶性不纯物。聚集体大的物质,在防锈油脂中,对难溶的防锈剂起助溶作用。

防锈剂分子还能在油-气界面上形成定向单分子“膜”,这是由于防锈剂中的极性基向着油-气界面中气的一方,形成定向吸附,在一定程度上降低了氧在油中的溶解度和其它腐蚀介质的穿透。

润滑油知识——防锈油的作用机理:

铁锈是Fe(OH)?和Fe?O?的混合物或可认为是氧化铁的水合物,由于经过复杂的溶解和再沉积作用成为多空疏松结构,而使反应不断进行下去。整个反应链中,任何以缓解受阻,即可中断锈蚀反应。隔绝氧气和水以及钝化阳极或阴极既为防锈的主要手段。防锈油主要是利用其中防锈剂在金属表面形成致密的憎水吸附膜,使水与铁隔离开来而起防锈作用。金属的种类和状态不同,对于有机缓蚀剂分子吸附也有很大影响,金属状态(如氧化或还原状态)不同缓蚀剂在其表面上的吸附量也不同。

防锈剂吸附膜形成:

有机缓蚀剂分子在金属表面的物理吸附过程,以有机胺为例,可以认为带正电荷的有机胺离子(RNH?﹢)与金属接触时吸附在经书的负电荷区(由铁溶解后残留在铁表面的电子构成的),形成吸附层。化学吸附说则认为缓蚀剂吸附基的中心院子(N、O、S)电子密度高,可以向经书提供电子,形成配价键,吸附于金属表面上。表面活性物质,在分子结构上具有共同特点,既具有亲水的极性基和亲油的非极性基两个组成部分,当防锈油徒步与金属表面时,油中分散的缓蚀剂分子就会在金属与油的界面上定向吸附(极性基与金属吸附,非极性基与油吸附),并且能够形成多分子层的界面膜。这种吸附作用一是对锈蚀罂粟具有屏蔽作用,二是可以提高油膜与金属表面的附着力。由于吸附膜的表面是憎水性的,因而具有更好的防水性,同时可以增加金属表面的电阻。许多研究证明缓蚀剂在金属表面的化学吸附(形成配价键),降低了金属性,这就是防锈作用的主要原因之一。

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有机缓蚀剂分子是有极性基与非极性基所组成的,其缓蚀剂效率取决于以下因素:

在金属表面上吸附分子的覆盖面积即构成屏蔽腐蚀介质的保护被膜厚度。

被膜的致密度。

吸附分子与金属之间的吸附力。

吸附率。为使少量缓蚀剂充分发挥缓蚀作用,缓蚀剂分子的极性基和非极性基之间,应有适当的“两性均衡”,即极性基能牢固地吸附在金属表面上,非极性基能有效的覆盖全部金属表面。低分子有机化合物分散性好,覆盖率低。高分子有机化合物覆盖率高,在水中溶解度低,分散性差,所以要添加适当的表面活性剂以提高其分散性能。

非极性基的屏蔽效果。疏水性最强的是烃类,为使其与吸附基“两性均衡”常采用向分子中引入若干亲水性原子团的方法。吸附基相同的缓蚀剂,相对分子质量不同,它们的吸附力及屏蔽效果不同。侧链的位置及长度对吸附影响很大,靠近吸附活性中心原子的侧链对吸附存在立体障碍作用,使吸附变坏。分散较好的缓蚀剂,在吸附基相同时,烃基链越长,则缓蚀效果越好。各种工艺条件对酸性戒指的腐蚀及对缓蚀剂的缓蚀效果效率的影响。金属在各种酸性介质中的腐蚀成都。以及缓蚀剂对酸性介质腐蚀的抑制效果。除了金属本身的特性及酸的种类对其有重要影响之外。还有各种不同的工艺条件也对它们有很大影响。

降低界面张力

如果在油膜表面有水滴形成(如结露等),水滴与油界面张力的作用,使水滴形成球,借重力作用使其较易渗入油膜到达金属表面。缓蚀剂这类表面活性物质可使用水的表面张力降低,使水滴不能呈球形状态存在于油膜上。而趋向于平摊开来。这样就降低了水滴对油膜的压强,使其不易穿透油膜到达金属表面。水滴在油膜表面摊的越平,油的防锈效果一般也越好。

对水的置换作用

具有表面活性的缓蚀剂,借助其界面吸附作用可将金属表面上吸附的水置换出来。此外油中所含的水分,可被缓蚀剂的胶粒或界面膜稳定在油中,使其不能与金属直接接触。这种作用对金属表面上锈蚀电池形成了抑制作用,从而达到防治金属制品锈蚀的目的。

除指纹作用、酸中和性是比水置换性更强的作用。除指纹是把金属表面的促进金属生锈的腐蚀性物质(指纹成分),如水和食盐及少量的乳酸与尿素等融化而除掉。首先必须借助于防锈剂的离子型表面活性作用,讲指纹溶解并将水置换,必须使水、尿素、酸类及无机盐等加速二次溶解而融化在胶束离子中,或者氢化合,或经中和反应,形成离子偶合钝化,以间接起到防锈作用,同事也具有酸中和作用。因而,素哟徐的除指纹成分,必须主要可使水、食盐、乳酸、尿酸等熔化的防锈剂及石油系溶剂。

防锈油的中和置换和增溶作用

防锈油中的碱性防锈剂可与酸性腐蚀介质进行中和反应,高分子羧酸皂中的部分游离羧酸除能中和碱外。还可以与腐蚀酸性发生分解反应生成新盐和高分子羧酸,使有些防锈油对极性物质具有中和置换增溶作用

基础油的增效作用

基础油是防锈油的主要成分,其主要起载体和油效应两种作用,前者使各种功能性添加剂在有种充分分散和发挥作用,后者是在极性吸附少的金属表面进行物理吸附,并深入到定向吸附的防锈剂分子之间,借助范德华引力与防锈剂分子共同堵塞空袭,使吸附膜更加完整和紧密,并使吸附不够牢固的极性分子不易脱落,从而更有效地保护金属。


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