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防锈油的作用与金属腐烛理论

2020-08-12 05:23:47
详细介绍

防锈油是由基础油、防锈剂和其它辅助添加剂组成的一种暂时性防护材料,其对金属的保护一般是通过以下几个作用得以实现:

一、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能中和碱外,还可与腐蚀性酸发生复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和增溶作用。

二、基础油的增效作用

基础油是防锈油的主要成分,其主要起载体作用和油效应作用,前者使各种功能性添加剂在油中充足分散和发挥作用,后者是在极性分子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,借助引力与防锈剂分子共同堵塞孔隙,使吸附膜愈加完整和紧密,并使吸附不够牢固的极性分子不易脱落,从而愈地保护金属。

三、防锈剂的吸附作用

防锈剂是具有极性基团和较长碳氢链的有机化合物,它是由不对称的极性和非极性两部分组成。其极性基团依靠化学键的作用,能在金属表面形成定向吸附,从而降低金属表面活性中心的活性,阻挡水分子和氧分子的吸附,减缓锈蚀过程;其非极性部分能在金属表面形成一层疏水性保护膜,阻挡参加腐蚀反应的有关电荷或物质移动,从而降低了锈蚀机率和速率。

四、防锈剂的水置换和溶剂化作用

防锈剂是具有不对称结构的表面活性剂,当其分子极性比水分子极性愈强、与金属的亲和力比水愈大时,便可以将金属表面的水膜置换掉,从而减缓金属的锈蚀速度;当防锈剂的浓度超过临界胶束浓度时,防锈剂分子就会以极性基团朝里、非极性基团朝外的/逆型胶束0状态溶于油中,吸附和捕集极性的腐蚀性物质,并将其封存于胶束之中,使之不与金属接触,起到防锈作用。

金属的锈蚀是指金属受大气中的水分、氧气及其他腐蚀性气体等介质的影响而引起的腐蚀或变色,钢铁在大气中表面生成的以氧化物或氢氧化物为主的化合物称为锈。锈蚀可以理解为金属表面形成局部微电池而引起的电化学反应,锈蚀的反应速度在某种程度上随氧分压、温度、电解质浓度的增加、pH值降低而增加。为了避免生锈,根据不同的要求,一般有长期性和暂时性两种防护措施。长期性防锈多采用油漆、涂料或电镀等方法;而暂时性防锈则多采用防锈油进行防护。

为避免锈蚀,人们采取了各种各样的方法,用防锈油来保护金属制品便是目前较常见的防护方法之一。近年来,随着我国金属加工工艺水平的提高,对防锈油产品质量也提出了愈高的要求,我锈油在研制开发、规格发展、品种的愈新换代及应用等方面均取得了较大进展。

在金属防烛措施中防锈油(液)占一半左右。快、精密测评防绣油(液)的防烛性能,能大大缩短防诱油(液)新产品的研讨、监测周期,可加速研制出品质优异的金属防腐烛新产品。世界各国近几十年来一直急待解决其快、高精度测评问题,一直未突破。研讨快、准确测评防绣油(液)防绣性能的新方法,对于开发新产品,改进防锈油(液)的防绣性能,降低和控制金属腐烛具有重大的社会经济意义和紧迫性。

防锈油(液)是我国机械工业的基础防锈产品,其防绣性能测评至关重要,长期以来,国内外均釆用盐雾、湿热试验、铸铁粉末法、单(叠)片防绣性试验等方法评估防锈油(液)的防护性能。此类测评方法为室内加速腐烛法,从防锈油(液)涂覆下的金属始发生腐烛到出现可见的绣烛要经历相应的时间周期(可达几天甚至几十天),通过目视的方法去观测绣烛的出现,评定指标定性、粗糙、不可避免的存在人为主观因素,不能精细区分防锈油(液)的防锈性能差别。

依现代金属腐烛理论:(1)常温下在有水(汽)、氧或其他离子存在环境下,金属腐烛本质上是一种电化学过程,有机涂膜的防蚀作用在于减缓外界水、氧及其他有害离子向金属表面的直接渗透;(2)考虑到防锈油(液)的均匀性、防绣油(液)的直流电阻是防绣油防护性能的关键指标,低阻区域是防锈油的薄弱环节,直接控制着油膜的防烛性能好坏。