肌醇六磷酸酯的特性及其在金属防腐蚀中的应用

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1、万方数据SeD．2001·58·现代化工Modemche玎血c8lhIdusⅡv第2l卷第9期2001年9月知鞠前訇肌醇六磷酸酯的特性及其在金属防腐蚀中的应用李文戈(石油大学机电学院。东营257062)搞要：通过对叭醇六磷酸酯的结构分柝．介绍了肌醇六磷酸酯在金属防腐蚀中独特作用和性能．综述了国内外吼醇走磷酸酯的应用研究及成果。关麓词：肌醇六磷酸醋；整合剂；缓蚀剂；防腐蚀中圈分类号：他174．44文t标识码：^akm盹te枷龉ofI咿in嘲I伍h．Ⅸ哪Ih髑plⅢtealld泌a川坩训鲫iII铀埘b)rm萄mI厶耽

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6、；枷㈣i∞肌醇六磷酸酯，亦称植酸(phytic∞id)，是一种从植物中提取的无毒天然化工产品，通常以钙、镁等复盐的形式广泛存在于植物体中，尤其以植物种子中的含量最高。肌醇六磷酸醋由于其独特的分子结构和理化性能以及无毒等特性，已成为一种用途广泛、很有经济价值的精细化工产品。近年来，肌醇六磷酸酯在金属防腐蚀领域中的应用也发展较快，其系列产品已在金属防腐蚀中发挥着重要的作用。l肌醇六磷酸酯的理化性能肌醇六磷酸醋实际上是环己六醇六磷酸酯的内消旋体，无毒，为稻草色糖浆状液体，相对密度1．58，分子式为c6HlB024P6，

7、相对分子量为660．04。易溶于水、95％乙醇、甘油，极微溶于无水乙醇、甲醇，几乎不溶于乙醚、苯、氯仿、无水乙醚；肌醇六磷酸酯有12个可解离的氢离子，溶液呈酸性；在很宽的pH范围内，肌醇六磷酸酯具有很强的螯合能力，可与金属反应而生成各种形式的盐，除碱金属外，其它金属盐不溶于水。肌醇六磷酸酯在通常情况下是比较稳定的，其溶液在加热情况下会发生水解，加热时间越长，温度越高，其水解趋势就越大。此外，肌酵六磷酸酯会在100℃时变色，温度越高越易变色，到125℃变为黑色【lt⋯。2肌醇六磷酸酯的结构[2’3J肌醇六磷酸酯是P

8、re雎r于1872年发现的，直到1969年才由11me确定其分子结构。肌醇六磷酸酯分子中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，是一种较少见的金属多齿螫合剂(分子结构见图1)。肌醇六磷酸酯与金属络台时，易形成多个螯台环，因此络合物稳定性高，即使在强酸性环境中，也能与金属离子形成稳定的络合物。在肌醇六磷酸醋收甍日期：200l_0l—∞作者简介：李文戈，男，1966年生，博士生，讲师，从事化工设备腐蚀与防护的研究。万方数据2001年9月李文戈：肌醇六磷酸酯的特性及其在金属防腐蚀中的应用·59吵＼艘多@

9、＼么，／5。／6、■乇0—0@为。一P—oHl0图l肌醇六磷酸酯分子结构分子结构中6个磷酸基只有一个处在a位，其他5个均在e位上。其中有4个磷酸基处于同一平面上，因此，肌醇六磷酸酯在金属表面同金属络合时，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，能有效阻止02等进入金属表面，从而减缓了金属的腐蚀。此外这层单分子保护膜具有与有机涂料相近的化学性质，膜中含有的羟基和磷酸基等活性基团能与有机涂层发生化学作用，因此，经肌醇六磷酸酯处理过的金属，其表面和有机涂料之间具有很强的粘结能力。大量研究表明，肌醇六磷酸酯既是金属表面处

10、理理想的螫合剂，又是金属的优良缓蚀剂，在金属防腐蚀中具有广泛的应用前景。3肌醇六磷酸蘸在金属防腐蚀中的应用3．1在缓蚀体系中的应用肌醇六磷酸酯及其盐在金属表面能形成一层非常薄而又致密的有机磷化膜，使金属表面的电极电位与铂、金等“惰性”金属表面的电极电位相近，从而减缓金属的腐蚀。研究表明，肌醇六磷酸酯是铜、锡、铝及铝合金、锌、钢等金属在水溶液中的优良缓蚀剂[4~6】。例如文献[4]对肌醇六磷酸酯及其钙、镁、钠盐对铜在家庭饮用水中的缓蚀作用进行了研究，采用失重法，用lcP．AI溽分析腐蚀液中的离子浓度，结果表明具有很

11、好的缓蚀作用，缓蚀率可分别达到93．7％和92．2％。在热交换器的冷凝水中加入5×lO“质量分数的肌醇六磷酸酯或其钾、钠、铵盐，可有效地阻止铜质换热管材或零构件的腐蚀(使用两年未发现腐蚀)，同时维持较好的换热效果。与磷酸类的缓蚀剂相比，还可降低废水中的磷含量11J。在“哈意奥法”合成丙烯腈工艺中，生成的一些副产物如乙腈、氰化氢、水及未反应的氨等，这些物质会腐蚀装置的内壁。