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在现代工业生产中,金属腐蚀问题遍及国民经济的各个领域。添加缓蚀剂是一种工艺简便、成本低廉、适用性强、应用广泛的防腐蚀方法之一。随着人类环境保护意识的增强和可持续发展思想的深入,缓蚀剂的研究正向着高效、多功能、无毒、易生物降解的方向发展。聚天冬氨酸(Polyaspartic Acid,PASP)正是一种新型绿色具有优异特性的缓蚀阻垢剂,是近年来,国内外化学、水处理和医药等领域研究的热点课题。本文采用电化学阻抗与稳态极化法,详细研究了在中性水体系中PASP对45~#碳钢的缓蚀及协同缓蚀性能,并初步探讨了缓蚀机理。主要研究工作及结论如下: 采用热缩聚法以L-天冬氨酸为原料合成了聚天冬氨酸,并利用红外光谱对其进行了表征。 稳态极化测试结果表明,在研究体系中PASP对碳钢具有一定的缓蚀作用,且以抑制碳钢腐蚀的阳极反应为主。聚天冬氨酸在碳钢表面形成保护膜前后的阳极极化曲线有明显差异,说明在该体系中PASP是以抑制阳极为主的吸附型缓蚀剂。缓蚀性能随着温度的升高而降低;随着pH升高而增加。20℃时,当PASP质量浓度达到1.0g/L时,其缓蚀率已达到61.4%,最高缓蚀率可达93.10%(5.0g/L)。 电化学阻抗测试结果表明,中性水体系中,当PASP质量浓度低于1.0g/L时,PASP对碳钢的缓蚀效率随PASP浓度的增大而显著增加,浓度到1.0g/L以后,缓蚀效率趋缓。与稳态极化法测试所得规律一致。 在实验温度范围内,PASP的腐蚀抑制系数与浓度呈线性关系,其在中性水溶液中对碳钢的吸附遵循Freundlich吸附等温式,常温20℃时,其等温式为:log η=3.309+0.456 logC。由此计算出该温度下的吸附平衡常数K=2037.04和吸附自由能△G~0==-28.35kJ/mol,说明PASP在碳钢表面的吸附是自发进行的。 计算了碳钢在添加不同浓度PASP的表观活化能。未加入PASP的表观活化能为134.34kJ/mol,加入PASP后其值最高达到248.98kJ/mol,PASP浓度越高,表观活化能值也越高,初步说明PASP对碳钢的缓蚀作用是通过提高活化能实现的。 实验研究证明,PASP与钼酸钠的复配物有良好的正协同缓蚀作用,复配浓度0.1g/L聚天冬氨酸和0.1g/L钼酸钠时,协同缓蚀效率最高为73.95%。