يمكن تحسين كفاءة تثبيط التآكل مع زيادة تركيز الفاعل بالسطح

2020-11-24 17:16:36

تحتوي المواد الخافضة للتوتر السطحي على مجموعات محبة للدهون ومحبة للماء، وهي جزيئات أمفيفيلية. الماء سائل قطبي قوي. عندما يذوب الفاعل بالسطح في الماء، وفقًا لمبدأ القطبية المماثلة والقطبية المعاكسة، فإن مجموعته المحبة للماء ومرحلة الماء تجذبان وتذوبان في الماء، في حين أن مجموعته المحبة للزيت تطرد الماء وتترك الماء. ونتيجة لذلك، يتم امتصاص جزيئات الفاعل بالسطح (أو الأيونات) على السطح البيني للمرحلتين، مما يقلل من التوتر السطحي بين المرحلتين. كلما زاد امتصاص جزيئات الفاعل بالسطح (أو الأيونات) على السطح البيني، زاد تقليل التوتر السطحي.

عندما يتم امتصاص المادة الخافضة للتوتر السطحي على سطح المعدن، فإن المجموعة المحبة للماء تمتز على سطح المعدن. بسبب الخصائص المختلفة للمجموعة المحبة للماء، يحدث الامتزاز الفيزيائي أو الامتزاز الكيميائي مع السطح المعدني. إن متساوي حرارة الامتزاز لمختلف المواد الخافضة للتوتر السطحي على سطح المعدن يتبع متساوي حرارة الامتزاز المختلفة. عندما يكون تركيز الفاعل بالسطح منخفضًا، تتشكل طبقة امتصاص أحادية الطبقة على سطح المعدن، ويشكل الجزء غير القطبي الكاره للماء حاجزًا طاردًا للماء يغطي السطح المعدني.

عندما يكون التركيز مرتفعًا، يتم تشكيل طبقة امتصاص ثنائية الجزيئية على سطح المعدن بسبب تفاعل المجموعات الكارهة للماء. عندما يزيد تركيز الفاعل بالسطح إلى الامتزاز المشبع على سطح المعدن، فإنه يظهر كفاءة تثبيط جيدة. بالنسبة لسلسلة من المواد الخافضة للتوتر السطحي، تصل كفاءة التثبيط إلى قيمة عالية بالقرب من تركيز المذيلة الحرج CMC. نوع من

إن تأثير الألكيل طويل السلسلة الكاره للماء على تثبيط التآكل معقد. عندما يكون طول السلسلة قصيرًا وتكون مجموعة الألكيل على الذرة غير المتجانسة أقل، يمكن تحسين تأثير تثبيط التآكل للفاعل بالسطح عن طريق إطالة سلسلة الكربون وزيادة مجموعة الألكيل. وذلك لأن امتصاص المواد الخافضة للتوتر السطحي على سطح المعدن يتم توفيره بواسطة ذرات مغايرة لتشكيل رابطة تنسيق مع أيونات المعدن على سطح المعدن. مجموعة الألكيل هي مجموعة طاردة للإلكترون. يمكن أن يؤدي نمو سلسلة الكربون وزيادة مجموعة الألكيل إلى تحسين تأثير تنافر الإلكترون، وزيادة كثافة سحابة الإلكترون على الذرة غير المتجانسة، وجعل تكوين رابطة التنسيق أكثر استقرارًا، مما يفضي إلى تحسين كفاءة تثبيط التآكل. ومع ذلك، فإن قابلية ذوبان المادة الخافضة للتوتر السطحي ذات السلسلة الكربونية الطويلة جدًا تنخفض، مما يجعل تركيز المادة الخافضة للتوتر السطحي في وسط التآكل لا يصل إلى التركيز المطلوب للامتزاز المشبع. لذلك، بعد الوصول إلى طول سلسلة معين، فإن زيادة عدد ذرات الكربون ستؤدي إلى تقليل كفاءة تثبيط التآكل.