在乙二醇-水基冷却液中,由于乙二醇在高温下形成酸性物质腐蚀金属管材,在冷却液中添加缓蚀剂是人们通常采用的防止金属腐蚀的方法。因此,研究缓蚀剂的缓蚀性能及缓蚀机理对于我国形成具有自主知识产权的冷却液体系具有重要意义。本文采用单因素实验法和三因素三水平正交实验优化乙醇胺磷酸酯合成工艺;在此基础上,采用失重法研究了浓度和温度对缓蚀性能的影响;然后,利用电化学测试技术,研究了乙醇胺磷酸酯的的电化学行为;最后,根据量子化学计算和分子动力学模拟对乙醇胺磷酸酯的微观分子作用机制进行探究,揭示其缓蚀作用机理。研究结果表明:以反应物质的量比(A)、反应时间(B)和溶剂用量(C)为基础设计三因素三水平正交试验,最佳反应条件为A2B2C3,产品通过红外光谱分析、产品元素分析以及核磁测试,可以判定所合成产物即为乙醇胺磷酸酯。在乙二醇-水基溶液中,乙醇胺磷酸酯的浓度和温度逐渐增大,缓蚀率逐渐增大,而铸铁和碳钢的腐蚀速率受到抑制而逐渐降低,缓蚀率最大可达66%;加入乙醇胺磷酸酯的金属表面相对比较平整,在碳钢和铸铁的表面存在C、N、O、P元素,说明乙醇胺磷酸酯在金属表面起到成膜作用;乙醇胺磷酸酯在碳钢和铸铁表面的吸附模型符合Langmuir吸附构型,且是以化学吸附为主,物理吸附为辅的混合吸附;吸附自由能ΔG分别为-33.25kJ/mol和-34.69kJ/mol,乙醇胺磷酸酯的加入增大了腐蚀反应的活化能,抑制了腐蚀反应的发生,从而有效地保护了金属。在乙二醇-水基溶液中,乙醇胺磷酸酯的加入可以促进金属表面的钝化,起着阳极型缓蚀剂的作用。碳钢和铸铁的阻抗谱存在两个时间常数,即表明存在两个反应过程,分别是在腐蚀介质和金属表面缓蚀膜的形成过程以及破坏过程。随着乙醇胺磷酸酯浓度和浸泡时间的增大,反应电阻逐渐增大,从而减缓了金属的电化学腐蚀。利用现代计算机模拟技术,对乙醇胺磷酸酯进行量子化学计算,其HOMO和LUMO能量轨道分布主要是离域在-NH2和-P=O两个基团附近,这与分子静电势的结果相同;通过对其进行Fukui指数的计算,Fukui(+)值较高的是P(1)和O(3),Fukui(-)值较高的是N(8),结论与前线轨道理论所一致;乙醇胺磷酸酯吸附在金属表面时,几乎是平行于金属表面,最大限度地提高了乙醇胺磷酸酯与Fe原子的相互作用,提供了最大的表面保护,因此具有较高的缓蚀效率。