铜抗氧化剂(防锈油)的防锈原理

简要描述:为了避免铜材氧化, 根据不同的要求, 一般有永久性和暂时性两种防护措施。永久性防锈多采用油 漆或镀锡镀银镀金等方法;而暂时性防锈则多采用铜抗氧化剂(也称防锈油)进行防护。
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一、铜材的锈蚀过程

铜材的锈蚀是指铜材受大气中的水分、氧气及其他腐蚀性气体等介质的影响而引起的氧化变色,铜材的“锈”主要是在大气中表面生成的以氧化物为主的化合物。锈蚀可以理解为铜材表面形成局部微电池而引起的电化学反应 ,锈蚀的反应速度在某种程度上随氧分压 、温度、电解质浓度的增加 、pH 值降低而增加。

二、铜抗氧化剂防锈原理

为了避免铜材氧化, 根据不同的要求, 一般有永久性和暂时性两种防护措施。永久性防锈多采用油 漆或镀锡镀银镀金等方法;而暂时性防锈则多采用铜抗氧化剂(也称防锈油)进行防护。铜抗氧化剂是由基础油、防锈剂和其它辅助添加剂组成的一种暂时性防护材料 ,其对铜材的保护一般是通过以下几个作用得以实现。

(1)铜抗氧化剂的吸附作用

铜抗氧化剂中包含极性基团和较长碳氢链的有机化合物,同时具有不对称的极性和非极性。其极性基团依靠化学键的作用, 能在铜材表面形成定向吸附, 从而降低铜材表面活性中心的活性,阻挡水分子和氧分子的吸附,降低铜材的氧化;其非极性部分能在铜材表面形成一层疏水性保护膜,阻挡参加腐蚀反应的有关电荷或物质移动, 从而降低了锈蚀机率和速率。

(2)防锈剂的水置换和溶剂化作用

防锈剂是具有不对称结构的表面活性剂, 当其分子极性比水分子极性更强、与铜材的亲和力比水更大时 ,便可以将铜材表面的水膜置换掉 ,从而减缓铜材的氧化速度;当防锈剂的浓度超过临界胶束浓度时,防锈剂分子就会以极性基团朝里、非极性基团朝外的“逆型胶束”状态溶于油中, 吸附和捕集极性的腐蚀性物质 ,并将其封存于胶束之中, 使之不与铜材接触,起到防锈作用。

(3)铜抗氧化剂的中和置换和增溶作用

铜抗氧化剂中的碱性防锈剂可与酸性腐蚀介质进行中和反应, 高分子羧酸皂中的部分游离羧酸能和碱外 ,还可与腐蚀性酸发生复分解反应生成新盐和高分子羧酸, 使有些铜抗氧化剂对极性物质具有中和置换和增溶作用 。

(4)基础油的增效作用

基础油是铜抗氧化剂的主要成分, 其主要起载体作用和油效应作用 ,前者使各种功能性添加剂在油中充分分散和发挥作用 ,后者是在极性分子吸附少的铜材表面进行物理吸附, 并深入到定向吸附的防锈剂分子之间,使吸附膜更加完整和紧密, 并吸附不够牢固的极性分子不易脱落 , 从而更有效地保护铜材。

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