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1、栾丽君1115143003咪唑啉类缓蚀剂及其缓蚀机理目录前言缓蚀剂概述咪唑啉类缓蚀剂的结构及特性咪唑啉类缓蚀剂的合成咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理展望前言腐蚀是困扰工业发展的一个极为突出的问题。在众多的防腐蚀方法中,缓蚀剂因具有经济、高效、适应性强等优点,被广泛应用在石油、石化、钢铁、电力和建筑等领域,发挥着极其重要的作用。缓蚀剂研究正向的目标发展。近年来,随着人类环保意识的增强,缓蚀剂的开发与应用越来越重视环境保护的要求,而传统缓蚀剂往往对环境有一定危害。高效、多功能、无公害咪唑啉缓蚀剂无毒、无刺激性气味,对人体及周围环境没有危害,属于环境友好型缓蚀剂。而且咪唑啉缓蚀剂在各种酸性介质
2、中均具有较好的缓蚀性能，可通过覆盖效应和提高腐蚀反应的活化能来防止氧气和二氧化碳对金属设备的腐蚀,是一种有效的防腐产品，广泛应用于石油、天然气等工业生产，其本身也朝着新型、高效、低用量、低毒、环保型的方向发展。本文主要对咪唑啉类缓蚀剂的合成、影响其产率的因素以及缓蚀机理进行评述，并介绍了其发展趋势。1缓蚀剂概述缓蚀剂:缓蚀剂是一种当它以适当的浓度和形式存在于环境中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物。缓蚀作用:缓蚀剂添加于腐蚀介质中能大大降低金属腐蚀速率的现象。缓蚀效率(简称IE)：V0：未加入缓蚀剂时金属的腐蚀速率V：加入缓蚀剂后金属的腐蚀速率缓蚀效率越大，缓蚀剂的阻碍或延
3、缓腐蚀的效果就越好a.单功能型缓蚀剂b.多功能型通用缓蚀剂c.高效低毒型缓蚀剂d.杂环型缓蚀剂e.低聚或缩聚型缓蚀剂仅对钢铁类黑色金属材料制品具有缓蚀性能，而对多种非铁金属，尤其是两种金属的连接处，则有不同程度的腐蚀几种已经研制成功的缓蚀剂的特点：不仅能对铜及铜合金具有良好的缓蚀性能，而且对铁、锌、镉、银等金属具有良好的缓蚀效果具有变废为宝、成本低廉、低毒或无毒等特点具有多功能、高效性、适应性强、低毒性等优点具有低毒、多个缓蚀基团、高效多功能等特点表1缓蚀剂的物理性质2咪唑啉类缓蚀剂的结构及特性咪唑的二氢取代被命名为咪唑啉，咪唑啉学名为间二氮杂环戊烯，其五元杂环中含有两个互为间位
4、的氮原子及一个双键，杂环大小与咪唑一致。咪唑和咪唑啉类缓蚀剂的结构如图1所示。（1）咪唑（2）咪唑啉类咪唑啉及其衍生物的性质主要取决于其母体环和1、2位取代基的情况。咪唑啉及其衍生物毒性低较、易于生物降解，并且具有一定的抑制硫酸盐还原菌生长的作用咪唑啉的性质：白色针状固体或白色乳状液体，性质不稳定，在室温条件下有水存在时，一夜就可转化为酰胺。在咪唑啉合成时，减压脱水过程必须避免与空气接触，否则产品颜色很快变深。咪唑啉类缓蚀剂的突出特点是：当金属与酸性介质接触时，它可以在金属表面形成单分子吸附膜，改变氢离子的氧化还原电位；也可以络合溶液中的某些氧化剂，达到缓蚀的目的。性质：通过四乙
5、烯五胺同脲或硫脲反应制备的咪唑啉酮和咪唑啉二硫脲以及咪唑啉的多硫化合物咪唑啉类缓蚀剂品种很多，如：咪唑啉的季铵盐咪唑啉的葵二酸盐、油酸盐以及油酸盐和二聚酸盐的混合物咪唑啉类缓蚀剂举例3咪唑啉类缓蚀剂的合成咪唑啉一般由有机酸和二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺在有机溶剂中进行缩合反应得到。其反应式如下：反应中所生成的水不利于反应进行。原因:一,从反应动力学角度,生成的水不利于反应向正方向进行,使反应速度减缓;二,水的存在促使生成产物水解以及其他副反应的进行,导致产品纯度下降。所以合成咪唑啉类缓蚀剂首先需要脱水处理。3.1咪唑啉类缓蚀剂的合成工艺一般脱水方法有两种：（1）真空法。该法
6、中反应物在较低压力下混合加热，在完成第一步脱水后，再升温降压，除去水分，并完成第二步脱水。（2）溶剂法。这种方法是指以甲苯或二甲苯为携水剂，第一步脱水在常压下进行，通过苯或二甲苯与水共沸将水从反应容器中带出，从而推动脱水反应的进行。当第一步脱水完成后，再减压升温完成环化脱水的过程。举例：王建华、舒福昌等合成了一系列咪唑啉类缓蚀剂。朱驯、周秀芹等合成了环烷基咪唑啉衍生物。伍平凡、胡扬根等一次性合成了6种未见文献报道的咪唑啉酮衍生物。康宏云和李善建合成了两性离子咪唑啉衍生物和阳离子咪唑啉衍生物。表2是几种咪唑啉类物质的合成工艺以及一般性质3.2咪唑啉类缓蚀剂合成的主要影响因素（1）反
7、应物配比。反应物的配比主要研究的是羧酸和二元胺或多元胺之间的配比关系。合适的酸胺比应为1:1.1～l∶1.3。（2）温度。目前,对反应温度尚未达成统一的认识。但是，有这样一个规律：提高最高反应温度有利于最终反应的进行。温度过低时,反应速度太慢,在一定的时间内不能够反应完全;温度太高时,导致副反应加快，副产物增多。（3）反应时间。反应时间越长，产物的缓蚀性能越好。（4）催化剂。4咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理(1)物理吸附咪唑啉季胺盐类缓蚀剂由于存在季胺基团,其中的N+具有很强的正电性,
