腐蝕抑制劑

隨着我國經濟的高速發展，石油的消耗與日俱增，對我國石油需求和環境保護造成了巨大壓力。

從我國能源結構看，煤炭的儲量巨大，利用煤炭資源生產甲醇，替代部分石油是解決石油能源短缺的有效途徑之一。但是，由於甲醇的極性較大，親水性很強，使得甲醇汽油在生產、儲存、運輸等過程中會有少量的水引入以及燃燒以後產物中會有少量的甲酸或者甲醛，這就加速了汽油的氧化速度，這難免會對金屬產生腐蝕 ^[1]  。

甲醇汽油在儲存、運輸以及使用過程中會接觸到很多的金屬材料，由於甲醇汽油的腐蝕性，會對這些金屬產生或多或少的腐蝕。所以本實驗選擇在實際應用中接觸比較多的鋼、銅、鋅和鋁4 類金屬作為腐蝕試片，來考察甲醇汽油對金屬的腐蝕情況。

依據美國ASTM 標準G32-72，腐蝕試驗的最佳温度應該與夏季天氣的最高温度相當，温度範圍一般應該為40 ～ 45℃。所以本次試驗採用40℃作為對金屬試片的浸泡腐蝕試驗温度。

汽油中添加甲醇以後，混合體系會對發動機系統的許多金屬產生腐蝕，不同比例甲醇汽油( M15-M30) 對不同金屬的腐蝕情況。

對於M15 甲醇汽油，即使甲醇的添加量很少，相比93#汽油來説，汽油中少量甲醇的存在依然大大加快了金屬的腐蝕。並且隨着甲醇汽油中甲醇含量的升高，對金屬的腐蝕性不斷增大。

利用失重法通過單因素試驗，篩選出對金屬材料緩蝕較好的緩蝕劑。由實驗數據可知，在甲醇汽油中鋼片腐蝕最為嚴重。所以本研究通過在甲醇汽油試液中添加不同種類的緩蝕劑，測量鋼片腐蝕後的失重量，以此為依據判斷各緩蝕劑的緩蝕效果。

與0 號無緩蝕劑的空白對照組相比，添加有苯甲酸鈉、苯並三氮唑、吡唑酮、十二烷基磺酸鈉的甲醇汽油試液對金屬試片的腐蝕失重明顯降低，説明這4 種緩蝕劑對金屬的緩蝕效果明顯。

腐蝕抑制劑的關鍵是保護膜與金屬表面結合強度的大小。如果結合力小，則容易脱落，失去防腐作用。而不同的金屬對於不同化合物的結合力不同，因此需要將不同的化合物進行復配，以適用不同的金屬。所以，本實驗選擇苯甲酸鈉、苯並三氮唑、吡唑酮、十二烷基磺酸鈉作為緩蝕劑，在此基礎上對其進行復配設計以滿足對不同金屬的緩蝕作用效果。

甲醇汽油的腐蝕抑制劑一般由極性基團和非極性基團組成，極性基團可以吸附在金屬表面的活性點，在金屬表面形成一層保護膜; 非極性基團一側整齊排列向外，可以隔離甲醇、甲酸、水等物質對金屬的腐蝕。

本研究中復配的緩蝕劑為吸附型有機緩蝕劑。此類緩蝕劑在腐蝕介質中對金屬表面有良好的吸附性。它們具有極性基團，可被金屬的表面電荷吸附，在整個陽極和陰極區域形成一層緻密的單分子膜，阻止或減緩了相應的電化學反應。而甲醇、甲酸、水等物質則由形成的非極性基團阻擋在保護膜外部，以隔離對金屬的進一步腐蝕 ^[2]  。

1) 甲醇汽油可以腐蝕鋼、銅、鋅、鋁等金屬，對鋼片腐蝕最為嚴重，並且腐蝕程度與甲醇含量成正比。

2) 篩選出了十二烷基磺酸鈉、苯甲酸鈉、苯並三氮唑、吡啶酮作為單一緩蝕劑，並且在此基礎上進行復配。當試液pH = 3，水浴温度T = 40℃，緩蝕劑配比為十二烷基磺酸鈉、苯甲酸鈉、苯並三氮唑、吡啶酮質量比= 10∶ 7∶ 5∶ 1，緩蝕劑用量為200 mg /L時，復配緩蝕劑對金屬試片有很好的緩蝕效果，緩蝕率可以達到80%左右。

3) 本工作自制的複合緩蝕劑對甲醇汽油能夠接觸到的常用的金屬均有較好的緩蝕效果，且在甲醇汽油中的添加量相對較少，有較好的經濟性，有助於甲醇汽油的產業化推廣 ^[3]  。