本文關(guān)鍵詞：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

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【摘要】：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。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,鋼鐵作為經(jīng)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(chǎn)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(nèi)外文獻也報道了大量有關(guān)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。主要研究內(nèi)容分為以下兩個部分：(1)正丁基磷酸單酯和正己基磷酸單醋在鐵表面的自組裝成膜及其耐腐蝕性能的表征首先,通過酯化反應(yīng),直接利用P205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研究,電化學阻抗譜的結(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(chǔ)上,提出了兩種烷基磷酸酯保護膜在鐵表面的成膜機理。(2)二(2-乙基己基)磷酸醋于不同腐蝕介質(zhì)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(zhì)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化曲線研究了該磷酸酯保護膜在0.5 M硫酸中的保護作用。研究發(fā)現(xiàn),該烷基磷酸酯保護膜在硫酸中能夠?qū)﹁F基底的腐蝕進行有效的保護,然而在中性腐蝕介質(zhì)(3.5%　NaCl)中,該緩蝕膜的腐蝕保護作用微乎其微。為此,我們利用X光電子能譜和能譜分析對該薄膜進行了表面分析。分析結(jié)果顯示,經(jīng)過酸性物質(zhì)的作用后,吸附于鐵表面的二(2-乙基己基)磷酸酯分子明顯增多,導致薄膜的保護效果顯著增強。
【關(guān)鍵詞】：烷基磷酸酯緩蝕膜 鐵 腐蝕 EIS 極化曲線
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要10-12
• Abstract12-15
• 符號縮寫說明15-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 鐵的概述16-17
• 1.1.1 鐵的基本性質(zhì)16
• 1.1.2 鐵的腐蝕16-17
• 1.2 鐵及其合金的腐蝕防護17-20
• 1.2.1 緩蝕劑的使用18-19
• 1.2.2 涂敷涂層19
• 1.2.3 自組裝單層分子膜19-20
• 1.3 磷酸酯簡介20-22
• 1.3.1 磷酸酯的結(jié)構(gòu)20-21
• 1.3.2 磷酸酯的合成方法21-22
• 1.3.3 磷酸酯的應(yīng)用22
• 1.4 磷酸酯在金屬防腐方面的應(yīng)用22-24
• 1.5 本論文的選題目的及研究思路24-26
• 1.5.1 本論文的選題目的24-25
• 1.5.2 本論文的研究思路25-26
• 參考文獻26-32
• 第二章 實驗材料及研究方法32-38
• 2.1 實驗材料的合成與電極的制備32-33
• 2.1.1 正丁基磷酸酯與正己基磷酸酯的合成及其水溶液的制備32-33
• 2.1.2 鐵電極的制備33
• 2.2 實驗儀器及試劑33-34
• 2.3 實驗部分34-35
• 2.3.1 實驗裝置34
• 2.3.2 磷酸酯自組裝緩蝕膜的制備34-35
• 2.4 研究方法35-37
• 2.4.1 表面成分及結(jié)構(gòu)分析35-36
• 2.4.2 保護膜形成后的鐵表面疏水性分析36
• 2.4.3 烷基磷酸酯水溶液的表面張力測試36
• 2.4.4 電化學表征36-37
• 參考文獻37-38
• 第三章 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征38-63
• 3.1 引言38-39
• 3.2 烷基磷酸酯防腐液及保護膜表面分析39-47
• 3.2.1 表面張力39-40
• 3.2.2 紅外光譜40-41
• 3.2.3 能譜分析41-42
• 3.2.4 X光電子能譜42-45
• 3.2.5 接觸角45-47
• 3.3 電化學表征47-57
• 3.3.1 電化學阻抗譜47-51
• 3.3.2 穩(wěn)態(tài)極化曲線51-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 參考文獻58-63
• 第四章 二(2-乙基己基)磷酸酯自組裝緩蝕膜在不同腐蝕介質(zhì)中對鐵腐蝕的抑制作用63-78
• 4.1 引言63
• 4.2 結(jié)果分析與討論63-70
• 4.2.1 二(2-乙基己基)磷酸酯緩蝕膜在酸性腐蝕介質(zhì)中的緩蝕作用63-67
• 4.2.2 二(2-乙基己基)磷酸酯保護膜在中性腐蝕介質(zhì)中的緩蝕作用67-70
• 4.3 表面分析70-74
• 4.3.1 能譜分析70-72
• 4.3.2 X射線光電子能譜72-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 參考文獻76-78
• 本文的主要結(jié)論及創(chuàng)新點78-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文80-81
• 附件81

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本文編號：1079009