Hej tam! Jako dostawca miedzianych środków antykorozyjnych często jestem pytany o reakcje chemiczne zachodzące w ich działaniu. Pomyślałem więc, że opowiem Ci o tym w tym poście na blogu.
Na początek porozmawiajmy o tym, dlaczego miedź rdzewieje. Miedź jest metalem reaktywnym i w kontakcie z tlenem oraz wilgocią z powietrza ulega utlenianiu. Ten proces utleniania tworzy warstwę tlenku miedzi na powierzchni metalu. Z biegiem czasu warstwa ta może nadal reagować z innymi substancjami w środowisku, takimi jak związki siarki, tworząc bardziej złożone produkty korozji. Ma to wpływ nie tylko na wygląd miedzi, ale także na jej właściwości mechaniczne i elektryczne.
Przyjrzyjmy się teraz, jak działają miedziane środki antykorozyjne, aby zapobiec rdzewieniu. Istnieją różne rodzaje miedziowych środków antykorozyjnych, które działają poprzez różne reakcje chemiczne.
Reakcje pasywacji
Jednym z najczęstszych sposobów działania miedzianych środków antykorozyjnych jest pasywacja. Pasywacja to proces, podczas którego na powierzchni miedzi tworzy się cienka warstwa ochronna. Wiele miedzianych środków antykorozyjnych zawiera substancje chemiczne, takie jak benzotriazol (BTA) lub tolilotriazol (TTA). Związki te reagują z powierzchnią miedzi tworząc kompleks.
Kiedy BTA lub TTA wchodzą w kontakt z miedzią, atomy azotu w pierścieniu triazolowym koordynują się z atomami miedzi na powierzchni. Tworzy to silny, nierozpuszczalny kompleks, który ściśle przylega do miedzi. Kompleks działa jak fizyczna bariera, zapobiegając przedostawaniu się tlenu i wilgoci do znajdującej się pod spodem metalicznej miedzi.
Reakcję chemiczną można przedstawić w uproszczony sposób w następujący sposób:
[ nCu + mBTA \rightarrow Cu - (BTA)_m]_m]
gdzie (n) i (m) są współczynnikami stechiometrycznymi zależnymi od warunków reakcji. Ten kompleks miedzi - BTA jest bardzo stabilny i skutecznie blokuje miejsca, w których mogłoby nastąpić utlenianie.
Reakcje adsorpcji
Niektóre miedziowe środki antykorozyjne działają poprzez adsorpcję. Środki te zawierają cząsteczki organiczne posiadające grupy polarne. Grupy polarne mają powinowactwo do powierzchni miedzi. Po nałożeniu środka antykorozyjnego na miedź cząsteczki organiczne adsorbują się na powierzchni.
Na przykład kwasy tłuszczowe są czasami stosowane w preparatach przeciw rdzy. Grupa karboksylowa (-COOH) w cząsteczce kwasu tłuszczowego jest polarna i może oddziaływać z powierzchnią miedzi. Długi łańcuch węglowodorowy kwasu tłuszczowego następnie odchodzi od powierzchni, tworząc warstwę hydrofobową. Ta hydrofobowa warstwa odpycha wodę i zmniejsza prawdopodobieństwo powstawania rdzy.
Proces adsorpcji jest interakcją fizyko-chemiczną. Cząsteczki utrzymują się na powierzchni dzięki siłom van der Waalsa i oddziaływaniom elektrostatycznym. Warstwa zaadsorbowana tworzy tarczę ochronną, podobną do warstwy pasywacyjnej, jednak wiązanie nie jest tak mocne jak w przypadku kompleksu pasywacyjnego.
Reakcje chelatacji
W niektórych miedziowych środkach antykorozyjnych stosuje się także środki chelatujące. Czynniki chelatujące to związki, które mogą tworzyć wiązania wielokrotne z jonem metalu. Mogą wychwytywać jony metali uwalniane we wczesnych stadiach korozji i tworzyć stabilne kompleksy.
Na przykład kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA) jest dobrze znanym środkiem chelatującym. Kiedy EDTA wchodzi w kontakt z jonami miedzi ((Cu^{2+})), które są obecne w wyniku początkowego utleniania miedzi, tworzy kompleks chelatowy.
[Cu^{2+}+ EDTA^{7 -}\rightarrow Cu - EDTA^{2 -}]
Kompleks ten jest bardzo stabilny i zapobiega udziałowi jonów miedzi w dalszych reakcjach korozyjnych. Usuwając wolne jony miedzi z roztworu w pobliżu powierzchni, środek chelatujący pomaga spowolnić proces korozji.
Reakcje utleniania - redukcji
W niektórych przypadkach miedziowe środki antykorozyjne mogą brać udział w reakcjach utleniania - redukcji. Niektóre środki zawierają środki redukujące, które mogą zredukować tlenek miedzi, który już utworzył się na powierzchni, z powrotem do metalicznej miedzi.
Na przykład kwas askorbinowy (witamina C) może działać jako środek redukujący. Gdy kwas askorbinowy reaguje z tlenkiem miedzi ((CuO)), oddaje elektrony jonom miedzi w tlenku.
[2CuO + C_6H_8O_6\rightarrow 2Cu + C_6H_6O_6+ 2H_2O]
To nie tylko usuwa istniejącą rdzę, ale także odsłania świeżą miedzianą powierzchnię. Po redukcji środek antykorozyjny może następnie utworzyć warstwę ochronną na nowo odsłoniętej powierzchni, aby zapobiec dalszemu utlenianiu.
Znaczenie wyboru odpowiedniego miedzianego środka antykorozyjnego
Wybór miedzianego środka antykorozyjnego zależy od kilku czynników. Środowisko, w którym miedź będzie używana, ma kluczowe znaczenie. Jeśli miedź będzie narażona na działanie dużej wilgotności, może być potrzebny silniejszy środek antykorozyjny o silnych właściwościach pasywacyjnych. Z drugiej strony, jeśli miedź jest używana w stosunkowo suchym środowisku, wystarczający może być środek antykorozyjny na bazie adsorpcji.
Znaczenie ma także sposób aplikacji. Niektóre środki antykorozyjne nadają się do stosowania przez zanurzenie, inne natomiast lepiej nadają się do natryskiwania lub szczotkowania.
Jeżeli interesują Cię inne rodzaje środków antykorozyjnych to mamy w ofercie równieżWytrzymały środek antykorozyjny do aluminiumINajlepszy środek antykorozyjny do aluminium. I oczywiście naszeMiedziany środek antykorozyjnyzostał opracowany, aby zapewnić doskonałą ochronę produktów miedzianych.
Jeśli szukasz niezawodnego miedzianego środka antykorozyjnego, chętnie z Tobą porozmawiamy. Niezależnie od tego, czy jesteś producentem na małą skalę, czy dużym klientem przemysłowym, możemy zapewnić Ci rozwiązanie odpowiednie do Twoich potrzeb. Skontaktuj się z nami, aby rozpocząć dyskusję na temat zakupu i dowiedzieć się, w jaki sposób nasze miedziane środki antykorozyjne mogą pomóc Ci chronić cenne zasoby miedzi.
Referencje
- Uhlig, HH i Revie, RW (1985). Korozja i kontrola korozji: wprowadzenie do nauki i inżynierii o korozji. Wiley’a.
- Fontana, MG (1986). Inżynieria korozji. McGraw-Wzgórze.
- Davis, JR (red.). (2000). Podręcznik ASM, tom 13A: Korozja: podstawy, testowanie i ochrona. Międzynarodowy ASM.