中性除锈剂的制备及其性能【字数：9477】
金属表面除锈使用的除锈剂一般以无机强酸或者几种无机强酸复配而成，pH值绝大部分小于5.0，这类传统除锈剂具有除锈速度快、成本低、除锈彻底的优点，因此目前在工业和生活中仍被广泛使用。然而，强酸腐蚀性强，属于国家严控的危化品。此外，这类除锈剂在除锈过程中存在金属过度腐蚀、氢脆、污染环境及除锈后金属易返锈等诸多问题。为彻底解决强酸除锈剂存在的问题，开发安全环保并能一定程度防止返锈的中性除锈剂具有重要意义。目前，金属表面除锈使用的中性除锈剂一般采用如下有机酸中的一种或者几种复配柠檬酸、草酸、酒石酸等，虽然pH值可以大于5.0，甚至接近7.0中性，但是这些有机酸很难单独使用，需要配合金属螯合剂，如乙二胺四乙酸或其钠盐，协同发挥除锈作用。针对现有的强酸性除锈剂存在的金属过度腐蚀、氢脆、污染环境、除锈后金属易返锈的问题以及中性除锈剂存在的有机酸无法单独使用等问题，本文研究了多羟基苯甲酸型水基中性除锈剂。实验结果发现使用多羟基苯甲酸化合物没食子酸作为中性除锈剂的络合剂效果强于使用乙二胺四乙酸二钠作为络合剂的中性除锈剂；本文开发的中性除锈剂可以起到延缓金属锈蚀的作用；除锈剂中的防腐剂苯甲酸钠可以起到很好的防腐作用而且不会影响除锈剂的除锈效果。
目录
1.绪论 1
1.1引言 1
1.2常用除锈方法简介 2
1.2.1化学除锈 2
1.2.2物理除锈 2
1.3金属氢脆 3
1.3.1金属氢脆简介 3
1.3.2氢脆产生的机理 3
1.4中性除锈剂 4
1.4.1中性除锈剂简介 4
1.4.2中性除锈剂的除锈机理 4
1.5没食子酸 4
1.6柠檬酸 5
1.7 3，5二羟基苯甲酸 5
1.8课题的提出及意义 6
2.实验部分 7
2.1实验仪器及药品 7
2.2试验方法 8
2.2.1铁片预处理 8
2.2.2配置除锈剂 8
2.2.3除锈剂pH测定及除锈效果测试 9
2.2.4防锈物质的添加 10
2.2.5除锈后返锈效果的测定 10
2. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.6除锈剂存放情况的研究 11
3.实验结果与讨论 12
3.1中性除锈剂除锈效果 12
3.1.1各除锈剂的除锈效果 12
3.1.2除锈剂中防锈物质的加入 15
3.2除锈后的反锈 17
3.3除锈剂的稳定性能 17
4.结论 20
参考文献 21
致谢 22
1.绪论
1.1引言
材料的使用一直伴随着人类文明的发展。作为最早为人类使用的材料之一的金属，也伴随着人类文明的发展在被不断的改进优化着。尽管如此，我们还是无法避免金属因为环境的变化作用而所产生的腐蚀。金属锈蚀现象普遍的存在，金属锈蚀现象的出现会使金属的性能发生变化。不单单只为国民经济带来了损失，更甚者会带来灾难性的事故。
金属的腐蚀也会影响其加工性能，因此在加工之前都要先除去金属表面的腐蚀。除去腐蚀一般的手段是用化学试剂进行处理。传统的金属除锈剂一般都是用几种无机酸进行复配，配得的除锈剂虽然高效但是负效果严重。无机酸的酸性强，不仅与金属的腐蚀反应，而且更会与除锈后的金属进行反应生成氢气。氢气产生在金属的表面，会有部分溶于金属表面造成金属氢脆，从而使得金属的性能变差。不仅如此，除完锈后的废液也具有较低的pH。如果提高pH后再做处理，会使得废液中三价铁离子沉淀，若不提高pH，废液对于环境又有较大损害，这就使得废液的处理也较为棘手。所以，为了避免上述这些情况，便开始了对具有酸性低、高除锈性能的中性除锈剂的研究。
一般的中性除锈剂的主要成分为：缓冲体系、络合剂、缓蚀剂、防腐剂等等。其除锈性能的好坏决定于缓冲体系和络合剂。一般来说缓冲体系维持在一定pH的能力越强，络合剂的络合速率越高，除锈剂的效果就越好。传统的中性除锈剂使用柠檬酸缓冲体系，加上乙二胺四乙酸二钠（EDTA2Na）作为络合剂复配为中性除锈剂。而本文要使用冰醋酸作为缓冲体系，使用多羟基苯甲酸作为络合剂（主要使用3，5二羟基苯甲酸跟没食子酸）来配制出一种新型的高效中性除锈剂。
没食子酸，学名3，4，5—三羟基苯甲酸普遍的存在于掌叶大黄、大叶桉、山茱萸等植物中，是自然界存在的一种多酚类化合物。在食品、生物、医药、化工等领域有广泛的应用。易提取，而且易与三价铁离子形成蓝黑色沉淀。
乙酸，又常称为醋酸或冰醋酸，在自然界分布很广，例如在水果或者植物油中，但是主要以酯的形式存在。一般用作酸度调节剂、酸化剂、腌渍剂、增味剂、香料等。它也是很好的抗微生物剂。其具有较强的酸性，易与金属反应，但易挥发，并具有较强的刺激性。
3，5二羟基苯甲酸，又称α雷琐辛甲酸，化学式C7H6O4白色或浅粉红色针状结晶。溶于乙醇、乙醚、丙酮以及热水中。
1.2常用除锈方法简介
1.2.1化学除锈
化学除锈法一般是利用金属与酸的反应，形成可溶性的盐类从而达到除锈的效果，除锈机理如下：
Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
FeO+2H+=Fe2++H2O
此种除锈一般是以强酸作为主体,再加上一些辅助试剂复配成为除锈剂。凭借强酸与腐蚀层、金属氧化物的反应来生成可溶性的盐类，借此来除去金属表面的腐蚀。以这种方法除锈，虽然简单快速，但也会带来一系列的问题。强酸与金属氧化物以及腐蚀反应完后，会进一步与金属反应释放氢气从而造成金属的氢脆。除锈过程的化学反应还是一个放热反应，由于体系pH过低，会使得该反应较为剧烈从而产生大量反应热，而某些强酸具有挥发性，比如盐酸，这就使得在反应过程中会形成酸雾，对工作人员的身体健康也会造成一定的危害。此外，废液废渣的排放，由于废液pH较小，对排放管道会不停地腐蚀，同时，排放出来的废液对环境也有较大的影响。
1.2.2物理除锈
物理除锈一般是使用外力来使得金属表面的锈蚀剥落，比如使用打磨、敲铲等方法使得金属表面的锈蚀一点点剥落从而达到除锈的效果。但这样除锈并不一定能达到完全除锈的效果，比如除锈工具难以企及的角落的锈蚀就无法除去，而且在除锈过程的劳动强度大、效率低下，还易生成粉尘，对操作人员的健康会有所损害。
1.2.3电化学法除锈
电化学法除锈一般是将金属放入酸性或碱性的溶液中，进行阴极或者阳极处理从而使得金属表面的锈蚀完成氧化还原反应从而溶解脱落来达到除锈的目的。
目录
1.绪论 1
1.1引言 1
1.2常用除锈方法简介 2
1.2.1化学除锈 2
1.2.2物理除锈 2
1.3金属氢脆 3
1.3.1金属氢脆简介 3
1.3.2氢脆产生的机理 3
1.4中性除锈剂 4
1.4.1中性除锈剂简介 4
1.4.2中性除锈剂的除锈机理 4
1.5没食子酸 4
1.6柠檬酸 5
1.7 3，5二羟基苯甲酸 5
1.8课题的提出及意义 6
2.实验部分 7
2.1实验仪器及药品 7
2.2试验方法 8
2.2.1铁片预处理 8
2.2.2配置除锈剂 8
2.2.3除锈剂pH测定及除锈效果测试 9
2.2.4防锈物质的添加 10
2.2.5除锈后返锈效果的测定 10
2. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.6除锈剂存放情况的研究 11
3.实验结果与讨论 12
3.1中性除锈剂除锈效果 12
3.1.1各除锈剂的除锈效果 12
3.1.2除锈剂中防锈物质的加入 15
3.2除锈后的反锈 17
3.3除锈剂的稳定性能 17
4.结论 20
参考文献 21
致谢 22
1.绪论
1.1引言
材料的使用一直伴随着人类文明的发展。作为最早为人类使用的材料之一的金属，也伴随着人类文明的发展在被不断的改进优化着。尽管如此，我们还是无法避免金属因为环境的变化作用而所产生的腐蚀。金属锈蚀现象普遍的存在，金属锈蚀现象的出现会使金属的性能发生变化。不单单只为国民经济带来了损失，更甚者会带来灾难性的事故。
金属的腐蚀也会影响其加工性能，因此在加工之前都要先除去金属表面的腐蚀。除去腐蚀一般的手段是用化学试剂进行处理。传统的金属除锈剂一般都是用几种无机酸进行复配，配得的除锈剂虽然高效但是负效果严重。无机酸的酸性强，不仅与金属的腐蚀反应，而且更会与除锈后的金属进行反应生成氢气。氢气产生在金属的表面，会有部分溶于金属表面造成金属氢脆，从而使得金属的性能变差。不仅如此，除完锈后的废液也具有较低的pH。如果提高pH后再做处理，会使得废液中三价铁离子沉淀，若不提高pH，废液对于环境又有较大损害，这就使得废液的处理也较为棘手。所以，为了避免上述这些情况，便开始了对具有酸性低、高除锈性能的中性除锈剂的研究。
一般的中性除锈剂的主要成分为：缓冲体系、络合剂、缓蚀剂、防腐剂等等。其除锈性能的好坏决定于缓冲体系和络合剂。一般来说缓冲体系维持在一定pH的能力越强，络合剂的络合速率越高，除锈剂的效果就越好。传统的中性除锈剂使用柠檬酸缓冲体系，加上乙二胺四乙酸二钠（EDTA2Na）作为络合剂复配为中性除锈剂。而本文要使用冰醋酸作为缓冲体系，使用多羟基苯甲酸作为络合剂（主要使用3，5二羟基苯甲酸跟没食子酸）来配制出一种新型的高效中性除锈剂。
没食子酸，学名3，4，5—三羟基苯甲酸普遍的存在于掌叶大黄、大叶桉、山茱萸等植物中，是自然界存在的一种多酚类化合物。在食品、生物、医药、化工等领域有广泛的应用。易提取，而且易与三价铁离子形成蓝黑色沉淀。
乙酸，又常称为醋酸或冰醋酸，在自然界分布很广，例如在水果或者植物油中，但是主要以酯的形式存在。一般用作酸度调节剂、酸化剂、腌渍剂、增味剂、香料等。它也是很好的抗微生物剂。其具有较强的酸性，易与金属反应，但易挥发，并具有较强的刺激性。
3，5二羟基苯甲酸，又称α雷琐辛甲酸，化学式C7H6O4白色或浅粉红色针状结晶。溶于乙醇、乙醚、丙酮以及热水中。
1.2常用除锈方法简介
1.2.1化学除锈
化学除锈法一般是利用金属与酸的反应，形成可溶性的盐类从而达到除锈的效果，除锈机理如下：
Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
FeO+2H+=Fe2++H2O
此种除锈一般是以强酸作为主体,再加上一些辅助试剂复配成为除锈剂。凭借强酸与腐蚀层、金属氧化物的反应来生成可溶性的盐类，借此来除去金属表面的腐蚀。以这种方法除锈，虽然简单快速，但也会带来一系列的问题。强酸与金属氧化物以及腐蚀反应完后，会进一步与金属反应释放氢气从而造成金属的氢脆。除锈过程的化学反应还是一个放热反应，由于体系pH过低，会使得该反应较为剧烈从而产生大量反应热，而某些强酸具有挥发性，比如盐酸，这就使得在反应过程中会形成酸雾，对工作人员的身体健康也会造成一定的危害。此外，废液废渣的排放，由于废液pH较小，对排放管道会不停地腐蚀，同时，排放出来的废液对环境也有较大的影响。
1.2.2物理除锈
物理除锈一般是使用外力来使得金属表面的锈蚀剥落，比如使用打磨、敲铲等方法使得金属表面的锈蚀一点点剥落从而达到除锈的效果。但这样除锈并不一定能达到完全除锈的效果，比如除锈工具难以企及的角落的锈蚀就无法除去，而且在除锈过程的劳动强度大、效率低下，还易生成粉尘，对操作人员的健康会有所损害。
1.2.3电化学法除锈
电化学法除锈一般是将金属放入酸性或碱性的溶液中，进行阴极或者阳极处理从而使得金属表面的锈蚀完成氧化还原反应从而溶解脱落来达到除锈的目的。
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