为了有效缓解液压支架的滤芯和立柱锈蚀现象,以二甲苯为溶剂和携水剂,采用酰化-环化反应在癸二酸、L-谷氨酸的基础上引入了五元氮杂环咪唑啉基团,采用氯乙酸钠为季铵盐化试剂增强水溶性,合成了两种缓蚀性能优良的液压支架浓缩液用癸二酸双环咪唑啉季铵盐GM-1和L-谷氨酸双环咪唑啉季铵盐LM-1缓蚀剂,通过红外光谱对其进行了结构确认,通过腐蚀失重、水接触角、电化学、量子化学方法研究了两种添加剂在330mg/L的NaCl腐蚀介质中对HT300灰口铸铁的缓蚀性能,探讨了两种添加剂分子在HT300灰口铸铁表面的吸附作用方式和缓蚀机理。研究结果表明:两种添加剂均对330mg/L的NaCl腐蚀介质中浸泡的HT300灰口铸铁的缓蚀性能良好,当加入质量浓度为0.5%的添加剂时,GM-1和LM-1的缓蚀率分别达到了95.89%和85.79%,电化学表明两种添加剂均为阳极型缓蚀剂,抑制了电荷在石墨电极和灰口铸铁之间的转移,添加剂在铸铁表面的吸附方式满足Langmuir单分子层吸附,吉布斯自由能分别为-35.361KJ/mol和-31.093KJ/mol,表明是自发的物理吸附和化学吸附过程,且以化学吸附为主。当分别加入质量浓度为0.5%的添加剂时,GM-1和LM-1浸泡后的HT300灰口铸铁表面水接触角分别达到了86.24°和82.34°,表明添加剂分子在HT300灰口铸铁表面形成了疏水性薄膜,隔绝了Cl-的侵蚀。量子化学表明两种添加剂通过配位键和反馈键形成吸附膜,GM相较于LM更容易给出电子金属的空3d轨道形成了配位键,吸附需要的能垒更小,因此更容易在HT300灰口铸铁表面发生吸附。
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