融雪剂中缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能研究

论文摘要

在20-wt%氯化钠溶液中添加单一和复合缓蚀剂,通过浸泡失重、动电位扫描极化、交流阻抗和表面形貌观察等方法研究了融雪剂对碳钢的缓蚀作用。结果表明:单独使用六偏磷酸钠的缓蚀率仅为74.3%,而六偏磷酸钠分别与苯甲酸钠、钨酸钠、磷酸钠和硅酸钠复配,六偏磷酸钠与硅酸钠复合的缓蚀效果最好。六偏磷酸钠与硅酸钠的最佳比为2:1（质量比）,复合缓蚀剂浓度为6.0g·L-1,缓蚀率达97.2%。缓蚀剂在碳钢表面成膜,抑制腐蚀性介质对它的腐蚀。采用干/湿循环实验模拟自然条件下钢筋在融雪剂中的腐蚀环境,测定添加不同缓蚀剂后碳钢的腐蚀速度。碳钢经过干/湿循环实验后,六偏磷酸钠和硅酸钠复合缓蚀剂的缓蚀率仍然较高。扫描电镜观察碳钢的表面形貌,碳钢试片光亮如初,复合缓蚀剂起到了协同作用。融雪剂基体种类影响其适用温度。为了适应冬季较低温度的要求,本实验选用氯化钠与氯化镁（质量比为9:1）为融雪剂基料,分别添加六偏磷酸钠、D-葡萄糖酸钠和钨酸钠,用浸泡失重和电化学方法测试其对碳钢的缓蚀性能。为考察三元复合缓蚀剂的协同效应,采用正交实验优化缓蚀剂配比浓度,确定了氯化钠/氯化镁体系下缓蚀剂浓度和最优配比。实验结果表明,优化后的缓蚀剂配方比优化前用量降低。其中六偏磷酸钠的添加浓度不变,而D-葡萄糖酸钠的添加浓度由原来的0.6g·L-1降低到0.4g·L-1,钨酸钠的添加浓度由原来的6.0g·L-1降低到4.0g·L-1。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 融雪剂概述
• 1.2 融雪剂的分类及工作原理
• 1.2.1 融雪剂的分类
• 1.2.2 融雪剂的化冰原理
• 1.3 国内外融雪剂的研制和使用情况
• 1.3.1 国外融雪剂的研制和使用情况
• 1.3.2 我国融雪剂的研制和使用情况
• 1.4 氯盐类融雪剂的危害
• 1.4.1 氯盐类融雪剂对混凝土路面、桥梁造成的危害
• 1.4.2 氯盐类融雪剂对植物造成的危害
• 1.4.3 其他方面的危害
• 1.5 针对氯盐融雪剂负面影响的应对措施
• 1.5.1 改进使用方式
• 1.5.2 改进融雪剂配方
• 1.5.2.1 融雪剂的生产标准
• 1.5.2.2 新型环保型融雪剂的开发和使用
• 1.6 基础设施腐蚀机理的研究
• 1.6.1 腐蚀机理
• 1.6.1.1 降低酸碱度破坏钝化膜
• -降低了钢筋界面电位形成“腐蚀电池”'>1.6.1.2 Cl^-降低了钢筋界面电位形成“腐蚀电池”
• -的去极化作用与重复腐蚀'>1.6.1.3 Cl^-的去极化作用与重复腐蚀
• 1.6.2 混凝土腐蚀机理
• 1.6.3 钢筋腐蚀机理
• 1.7 腐蚀机理的研究方法
• 1.7.1 极化曲线法
• 1.7.2 交流阻抗法
• 1.7.3 表面分析法
• 1.8 缓蚀剂及其在腐蚀防护中的应用
• 1.8.1 缓蚀剂的定义及分类
• 1.8.1.1 按化学组成分类
• 1.8.1.2 按作用机理分类
• 1.8.1.3 按物理状态分类
• 1.8.2 缓蚀剂的作用机理
• 1.8.3 缓蚀作用的影响因素
• 1.8.4 缓蚀剂的选择性和协同效应
• 1.8.5 缓蚀剂在融雪剂中的应用
• 1.9 本论文研究内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 试样制备
• 2.3 实验介质
• 2.4 实验装置
• 2.5 实验方法
• 2.5.1 浸泡失重法
• 2.5.2 干/湿循环实验
• 2.5.3 动电位扫描
• 2.5.4 交流阻抗测试
• 2.5.5 扫描电镜观察
• 第三章 无机缓蚀剂在氯化钠中的缓蚀性能
• 3.1 六偏磷酸钠在氯化钠中的缓蚀性能
• 3.1.1 实验结果和分析
• 3.1.1.1 碳钢在添加六偏磷酸钠的氯化钠溶液中的浸泡失重
• 3.1.1.2 添加六偏磷酸钠的氯化钠溶液的极化曲线
• 3.2 二元复合缓蚀剂在氯化钠中的缓蚀性能
• 3.2.1 实验结果和分析
• 3.2.1.1 碳钢在添加不同二元缓蚀剂的溶液中的交流阻抗行为
• 3.2.1.2 筛选六偏磷酸钠与硅酸钠的最佳复配浓度
• 3.2.1.2.1 浸泡失重
• 3.2.1.2.2 极化曲线法筛选六偏磷酸钠和硅酸钠最佳复配浓度
• 3.2.1.3 碳钢在单一和复合缓蚀剂中浸泡48小时后的腐蚀形貌
• 3.2.1.4 添加单一和复合缓蚀剂经过干/湿循环后的性能测试
• 3.2.1.4.1 添加单一和复合缓蚀剂经过干/湿循环后的腐蚀速度和缓蚀率
• 3.2.1.4.2 碳钢在单一和复合缓蚀剂中经过干/湿循环后的腐蚀形貌
• 3.3 小结
• 第四章 三元缓蚀剂在氯化钠/氯化镁中的缓蚀性能
• 4.1 实验结果和分析
• 4.1.1 三种缓蚀剂分别使用时的最佳浓度
• 4.1.1.1 六偏磷酸钠的最佳浓度
• 4.1.1.2 D-葡萄糖酸钠的最佳浓度
• 4.1.1.3 钨酸钠的最佳浓度
• 4.1.2 三种缓蚀剂的正交优化
• 4.1.3 复合优化前后的缓蚀率对比
• 4.1.3.1 复合优化前后的浸泡失重测试
• 4.1.3.2 复合优化前后的动电位扫描极化曲线
• 4.1.3.3 三元缓蚀剂复合前后的交流阻抗谱
• 4.2 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书