一、 目的及意义（含国内外研究现状分析）

腐蚀在现代工业和生活中常常是一种极重要的破坏因素，它给人类带来巨大的经济损失和社会危害。由于突发的腐蚀断裂而引起飞机、火车、轮船失事及化工设备的破损或爆炸，时有报道，不仅严重危及人身安全，而且污染物的泄露常引起严重的环境污染。地球的金属资源是有限的，腐蚀既浪费了“金属资源”，也耗费了生产这些金属材料和设备所需要的“能源”及“水源”。由于工业用水大多是未经处理的天然水，水中的某些成分造成设备的腐蚀。例如，含有一定溶解氧的水较长时间作用于金属表面时，腐蚀就会发生，对于这种情况，如果加入一种抗氧化剂即可降低氧化反应的发生，进而抑制金属表面腐蚀。据工业发达国家统计，每年因腐蚀造成的经济损失约占国民经济的2%～4%，我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达二百亿元。因此加快腐蚀与防护的科技进步，对促进国民经济的可持续发展具有重大意义。使用缓蚀剂是一种常用的防腐蚀措施，它通过在腐蚀环境中加入少量的能够和金属表面发生物理化学作用的化学药剂，从而显著降低金属材料的腐蚀。缓蚀剂的使用不需要特殊装备，也不需改变金属构件的性质，具有经济、适应性强的优点，已被广泛应用于工业各过程中如酸洗、冷却水系统、油气井酸化、油田注水、金属制品的储运等。水处理用的缓蚀剂需要具备一定的条件，目前己研究应用了铬酸盐、锌盐、硼酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钨杂多酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等无机缓蚀剂，有机膦系、有机胺系、有机羧酸系、唑系等一系列有机缓蚀剂。随着社会的进步和人类环保意识的增强，缓蚀剂开发与应用越来越重视环境保护的要求。

在美国材料与试验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。”一般来说，缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。缓蚀剂技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。尤其在石油产品的生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中，缓蚀技术已成为主要的防腐蚀手段之一。

缓蚀剂的英文专业名称：anti-corrosive.corrosioninhibitor。也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果显著。主要用于中性介质（锅炉用水、循环冷却水）、酸性介质（除锅垢的盐酸，电镀前镀件除锈用的酸浸溶液）和气体介质（气相缓蚀剂）。缓蚀效率愈大，抑制腐蚀的效果愈好。有时较低剂量的几种不同类缓蚀剂配合使用可获得较好的缓蚀效果,这种作用称为协同效应；相反地,若不同类型缓蚀剂共同使用时反而降低各自的缓蚀效率，则称为拮抗效应。

随着现代工业的迅速发展，工业用水量逐年增加，水资源短缺和水资源污染已成为世界上一个倍受关注的问题。采用工业循环冷却水技术，提高运行水的浓缩倍数，可以节约大量的工业用水。在循环冷却水中，为了避免设备的腐蚀和结垢，常常需要添加缓蚀阻垢剂。国外水处理缓蚀剂的研究应用较早，早期以铬酸盐配方为主。20 世纪 50 年代初，美国利用协同效应原理，在铬系配方中引入了无机磷酸盐和锌盐；60 年代末，为适应更加严格的水质条件，国外开发了有机膦羧酸类兼具阻垢分散作用的水处理缓蚀剂，并开发出全有机、非重金属配方–有机膦酸盐和聚合物复配；70 年代后期开发了聚磷酸羧酸(PCA)；80 年代后期开发了用于控制黑色金属腐蚀的有机膦可生物降解缓蚀剂的合成及性能研究 2 酸化合物–羟基膦酰基乙酸(HPA)；90 年代，为解决水体富营养化开发了低磷含量、多官能团的膦酰基羧酸(POCA)。近年来，国内外重点立足于开发无毒、低毒、生物降解性好、易为环境接受的有机吸附膜水处理缓蚀剂，使许多天然高分子、生物高分子材料得到较好的应用。例如，生物高分子聚天冬氨酸，缓蚀效果好，对环境无害，被誉为“绿色”水处理缓蚀剂。

将少量物质加入腐蚀环境中,借助该物质在金属表面上发生的物理、化学作用,降低金属材料溶解速度的方法称为缓蚀剂防腐,所加物质即缓蚀剂。与其它防腐方法相比,采用缓蚀剂防腐,具有使用方便,投资少,收效快等优点,是一项很有前途的防腐措施。缓蚀剂防腐具有以下特点：

①缓蚀剂用量少,基本不改变介质体系,成本低

②缓蚀效率高,可节约大量钢材,提高设备的使用寿命,使得一些先进的工艺流程得以实现,如酸洗时可以使损耗减少以上

③缓蚀剂具有高度的选择性,不同的腐蚀体系一般选用不同的缓蚀剂配方,甚至同一体系,在温度、浓度、流速改变时,所用缓蚀剂也应有所不同。因此,对于每一个具体的腐蚀体系应通过实验来确定适宜的缓蚀剂种类及浓度,不能生搬硬套

④缓蚀剂可随时间消耗,随介质流动,因此缓蚀剂的应用场所多限于循环和半循环体系圈。因此,采用缓蚀剂防腐是一种经济而有效的防腐措施。工业上常采用投加一定量的缓蚀剂来防止金属腐蚀

有机化合物的缓蚀作用机理

已应用的有机缓蚀剂,从简单的有机物如乙炔、甲醛到各种复杂的合成和天然化合物如白蛋白、松香、生物碱,但主要是那些含有未配对的电子元素如O、N、S的化合物和各种含极性基团的化学物质,特别是有胺基、醛基、羧基、羟基及它们的衍生物。关于有机化合物缓蚀别的缓蚀作用机理,日前认为主要有三个机理,分别为吸附机理、成膜机理以及电化学机理。吸咐机理认为缓蚀剂在金属表面具有吸附作用,生成了一种吸附在金属表面的吸附膜,从而使金属的腐蚀减慢。成膜理论认为缓蚀刑与金属作用生成钝化膜,或缓蚀剂与介质中的离子反应形成沉淀膜而使金属的腐蚀减缓电化学理论认为缓蚀剂的作用机理是对电极过程的阻滞作用。实际上这三种理论相互间均有着内在联系。能形成吸附膜的缓蚀剂大多是有机物。吸附膜型缓蚀刑是通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用,使缓蚀剂吸附在金属表面。一方面改变金属表面的电荷状态和界面性质,使金属表面的能量状态趋于稳定化,从而增加腐蚀反应的活化能,使腐蚀速度减慢另一方面被吸附的缓蚀剂上的非极性基团,尚能在金属表面形成一层疏水性保护膜,阻碍着与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移,因而也使腐蚀速度减小。不沦金属表面吸附的是哪种离子,只要它能形成一层完好的吸附膜,就会对金属的电极反应有抑制作用而减缓腐蚀。对于物理吸附的缓蚀剂保护膜,多数是阴极抑制型,即多数是吸附阳离子的。

一、 1 （2-氨基亚甲基）丁二酸聚合单体合成；

向250ml的三口烧瓶内加入5.9g丁二酸（0.05mol）、3ml一乙醇胺（0.05mol）和100ml无水乙醇，开动搅拌器，使之混合均匀。随后用电热套加热，使温度升高并稳定至80℃。 然后称取1.5g多聚甲醛（分解得到0.05mol甲醛），缓慢加入至三口烧瓶中，进行搅拌回流反应3h。回流反应完成后，搭建常压蒸馏装置，将反应溶液中的乙醇蒸馏出来，得到含有产物的浓缩溶液。利用氢氧化钠溶液，将溶液的pH值调解至7-8之间，使产物晶体析出。然后进行抽滤，得到的产物放入真空干燥箱中进行干燥，随后称重，计算产率。

2 （2-氨基亚甲基）丁二酸通过缩合得到聚酰胺化合物；在 50m L 干燥的两颈烧瓶中加入 0.68g（2-氨基亚甲基）丁二酸聚合单体和5.00 m LN- 甲基吡咯烷酮(NMP)，磁力搅拌，完全溶解后加入 1.25m L 吡啶(Py)、1.30mL(5.00mmol)亚磷酸三苯酯(TPP)和0.25g LiCl，N2保护，105℃反应3h后冷却，倾入 100 m L 质量分数 50% 甲醇 - 水溶液中，得白色沉淀。过滤，洗涤，真空干燥得白色粉末。粗品溶于 5m LN,N-二甲基甲酰胺(DMF)，倒入0.1% Li Cl甲醇溶液中重沉淀，真空干燥得白色粉末聚酰胺化合物

3对（2-氨基亚甲基）丁二酸和聚合物的结构和相对分子量表征

1. FTIR 光谱

FTIR 光谱由 Bio-Rad FTS-135 红外光谱仪测得，KBr 压片或石蜡液膜处理。

2. 特性粘度[η]

聚合物特性粘度[η]用乌式粘度计测定，DMAc 为溶剂，0.4%聚合物溶液，测试温度 30℃。利用公式: [

η]=Lnt/t0/c 得到黏度值,其中 t 为溶液流过毛细管的时间,t0溶剂流过毛细管的时间,c为浓度.

四、参考文献

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