硝酸条件下不锈钢+碳钢材料缓蚀剂的开发研究(3)
20世纪七十年代，对于无机缓蚀剂的研究，首要是为了寻找对生态环境污染小，甚至不造成污染的无机化合物。经过许多人的研究发现钼酸盐作为缓蚀剂的时候，对于不锈钢以及铝等金属和其合金都是很好的缓蚀剂[13]。
我国酸洗缓蚀剂开始的比较晚，大约是从1953年开始的。天津重工业局化工研究室研究出了相应的以邻甲苯硫脲为主要成分的天津若丁酸洗缓蚀剂,并应用于天津钢厂硫酸酸洗，并获取了成功。在这之后,1958年的时候，长春应用化学研究所研究出了仿苏的苯胺-乌洛托品缩合酸洗缓蚀剂。上世纪年代中期至年代后期,我国酸洗缓蚀剂发展较快。涌现出一大堆的研究单位,在缓蚀剂的理论研究和测试方法上均有较大发展,与此同时也进行了关于品种的不同方面的创新。共有四项缓蚀剂研究获国家科委发明奖。
80年代末到90年代初,研究的有BMPT多种不锈钢和碳钢的盐酸缓蚀剂、铜缓蚀剂LN500系列、CMD18固体多用酸洗缓蚀剂、BL缓蚀剂、SHT-369、松香胺衍生物[14]。华中理工大学郑家焱木[15]等研究发现：高温180℃浓盐酸酸化缓蚀剂86012G(季铵化合物)和150℃盐酸酸化点蚀缓蚀剂84012T及87032A(季铵盐化合物),并在胜利、大庆油田的两个应用中获取成功。
酸洗工业很发达，这其中常用的酸有很多，诸如盐酸、硝酸、氢氟酸等无机酸,和柠檬酸、EDTA等有机酸[16]。由于卤代介质会使不锈钢表面脆化，所以一般采用硝酸作为酸洗的介质。同时为了减少酸洗过程中对不锈钢以及碳钢表面腐蚀，经常在酸性介质中加入一定量的表面活性剂或其它试剂作为缓蚀剂。
1.2 硝酸酸洗缓蚀剂
(1) 硝酸酸洗的原理
因为硝酸具有针对金属氧化物以及锅炉结垢的溶解性很强这一特点,所以往往盐酸溶解不了的锈垢,经常会使用硝酸来进行酸洗。清洗过程的反应方程式为
CaCO3+2HNO3→CO2+Ca(NO3)2+2H2O （1）
Fe2O3+6HNO3→2Fe(NO3)3+3H2O （2）
硝酸是一种特殊的无机酸, 其特殊性在于它具有强氧化性。在低浓度这一条件下的硝酸溶液，针对许多黑色和有色金属都有强烈的腐蚀作用[17]。浓硝酸更是对一些有机缓蚀剂有破坏作用。在清洗过程中，硝酸与铁会发生反应，反应方程式如下：
Fe+4HNO3→Fe(NO3)3+2H2O+NO↑ （3）
1.3 缓蚀剂的机理
（1）电化学机理
主要有抑制阳极反应这一类的缓蚀剂，以及抑制阴极反应这一类型的缓蚀剂。抑制阳极型缓蚀剂的作用机制在于：在金属表面由于缓蚀剂中物质的作用生成了一层致密的氧化膜，继而金属不会持续溶解。抑制阴极型缓蚀剂的作用机制在于：使得阴极氢原子层的形成被抑制了，换句话说就是使溶液中的氢离子不得电子，这样之后溶液中的金属离子就更容易被还原，金属的腐蚀程度就被缓解[18-20]。
（2）物理化学机理
在电解质溶液中，对于缓蚀剂对腐蚀电池的电解过程的抑制，是由于缓蚀剂或者是在金属表面上的缓蚀剂与电解质相互作用导致的。它从某种程度上大为减小了介质与金属表面接触的可能性，由此减缓了腐蚀的过程。这种表面的变化是通过氧化膜或沉淀膜的吸附来表现的，亦或是金属表面上的离子及分子的吸附。从这个角度看，将分为氧化膜、沉淀膜以及吸附膜[18-20]。