วิธีการพิสูจน์ว่าสารลดแรงตึงผิวทำหน้าที่เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนผ่านผลกระทบเชิงเรขาคณิต

2019-08-07 10:07:03

สารลดแรงตึงผิวบางชนิดที่มีคุณสมบัติยับยั้งการกัดกร่อนมักใช้ในสารละลายที่เป็นกรดและเป็นกลางโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบบำบัดน้ำเสียที่มีน้ำมันซึ่งความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะมักขึ้นอยู่กับสารลดแรงตึงผิวของ lipophilic สารลดแรงตึงผิวที่มีฤทธิ์ยับยั้งการกัดกร่อนสามารถสร้างฟิล์มดูดซับบนพื้นผิวโลหะ การวิเคราะห์สเปกตรัมพลังงาน XPS และสเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าของพื้นผิวอิเล็กโทรดโลหะในสื่อการกัดกร่อนที่มีสารลดแรงตึงผิวสามารถพิสูจน์ได้ว่าสารลดแรงตึงผิวทำหน้าที่เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนผ่านเรขาคณิต

เมื่อสารลดแรงตึงผิวดูดซับบนพื้นผิวโลหะกลุ่มที่ชอบน้ำจะดูดซับบนพื้นผิวโลหะ เนื่องจากลักษณะที่แตกต่างกันของกลุ่มที่ชอบน้ำจึงมีการดูดซับทางกายภาพหรือทางเคมีกับพื้นผิวโลหะ อุณหภูมิการดูดซับของสารลดแรงตึงผิวที่แตกต่างกันบนพื้นผิวโลหะเป็นไปตามอุณหภูมิการดูดซับที่แตกต่างกัน เมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวอยู่ในระดับต่ำจะเกิดชั้นการดูดซับโมเลกุลเดียวบนพื้นผิวโลหะ ส่วนที่ไม่เป็นขั้วที่ไม่ชอบน้ำทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันน้ำซึ่งครอบคลุมพื้นผิวโลหะในสารละลายที่เป็นน้ำ เมื่อความเข้มข้นสูงฟิล์มดูดซับ Bilayer จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะเนื่องจากการทำงานร่วมกันของกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ การเพิ่มความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการยับยั้งการกัดกร่อน เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นถึงการดูดซับอิ่มตัวบนพื้นผิวโลหะประสิทธิภาพการยับยั้งการกัดกร่อนจะแสดงผลที่ดี สำหรับสารลดแรงตึงผิวชุดประสิทธิภาพในการยับยั้งการกัดกร่อนนั้นอยู่ในระดับสูงใกล้กับความเข้มข้นวิกฤตไมเซลล์ ชนิดของ

ผลของโซ่ยาวอัลคิลที่ไม่ชอบน้ำต่อการยับยั้งการกัดกร่อนนั้นซับซ้อน เมื่อความยาวของโซ่สั้นและจำนวนแอลคิลบน heteroatoms มีขนาดเล็กการยับยั้งสารลดแรงตึงผิวของสารลดแรงตึงผิวสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มขึ้นของโซ่คาร์บอนและกลุ่มอัลคิล ทั้งนี้เนื่องจากการดูดซับของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวโลหะเป็นพันธะประสานที่เกิดขึ้นจาก heteroatoms ที่ให้อิเล็กตรอนเดี่ยวกับไอออนของโลหะบนพื้นผิวโลหะ Alkyl เป็นกลุ่มผลักอิเล็กตรอน การเติบโตของโซ่คาร์บอนและอัลคิลสามารถเพิ่มผลการผลักอิเล็กตรอนเพิ่มความหนาแน่นของเมฆอิเล็กตรอนบน heteroatoms และทำให้การประสานงานที่เกิดขึ้นมีเสถียรภาพมากขึ้น เป็นประโยชน์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของการยับยั้งการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามการละลายของสารลดแรงตึงผิวที่มีสายโซ่คาร์บอนยาวเกินไปจะลดลงดังนั้นความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนไม่สามารถเข้าถึงความเข้มข้นที่ต้องการสำหรับการดูดซับอิ่มตัว ดังนั้นหลังจากถึงความยาวสายโซ่แล้วประสิทธิภาพการยับยั้งจะลดลงโดยการเพิ่มจำนวนอะตอมคาร์บอน ชนิดของ

เอมีนโซ่ยาวมักใช้เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนสำหรับโลหะในสื่อที่เป็นกรด ตัวอย่างเช่น cetylpyridine chloride เป็นเอมีนตติยรีและสามารถใช้เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนของสังกะสีในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 0.5 mol / L

สารลดแรงตึงผิวซอร์บิทอลเอสเทอร์ที่ไม่ใช่ไอออนและอนุพันธ์ของพอลิเอทิลีนของกรดไขมันซอร์บิทอลสามารถใช้เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนสำหรับเหล็กในระบบน้ำ Alkylphenol polyoxyethylene ether สามารถใช้เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนสำหรับเหล็กเมื่อรวมกับ borate โลหะอัลคาไลและกรดไนตริก molybdate สามารถใช้ส่วนผสมของ nonylphenol polyoxyethylene ether และ polyoxyethylene amine ร่วมกับเกลือแอมโมเนียม quycary quaternary และแอลกอฮอล์ alkynyl สามารถใช้เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนของโลหะในบ่อฉีดน้ำมันในบ่อน้ำมัน