防锈剂是如何起作用的？其主要品种又有哪些？

防锈剂（Anti-rust additive）主要是用来防止钢铁的生锈。金属锈蚀问题遍及国民经济各行各业，金属锈蚀会使金属制品的性能和商品价值受到极大的损害，甚至会引起重大故障而使设备报废。据统计，每年由于金属锈蚀所造成的直接经济损失约占国内生产总值 GDP 的2% ～ 4%。也有报道称，世界上冶炼得到的金属中约有 1/3 由于生锈而在工业中报废。为避免锈蚀，人们采取了各种各样的方法，用防锈油来保护金属制品便是目前**常见的防护方法之一。本文将详细讲解防锈剂是如何起作用的及其主要品种有哪些？

防锈剂作用机理

防锈剂多是一些极性物质，其分子结构的特点是：

一端是极性很强的基团，具有亲水性质，极性的强弱对防锈性有影响；

另一端是非极性的烷基，具有疏水性质，烷基链的长短对防锈性也有影响。

当含有防锈剂的油品与金属接触时，防锈剂分子中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，阻止腐蚀介质与金属接触，故起到防锈作用。

防锈剂还对水及一些腐蚀性物质有增溶作用，通过把这些物质增溶于胶束中，起到了对腐蚀性物质的分散或减活作用，从而消除腐蚀性物质对金属的侵蚀。当然，碱性防锈剂对酸性物质还有中和作用，使金属不受酸的侵蚀。

磺酸盐的溶解状态与极性化合物的增溶溶解如图1所示。

防锈剂在金属表面的吸附有物理吸附和化学吸附2种：

由于防锈剂的极性分子的偶极与金属表面发生静电吸引而形成物理吸附，如磺酸盐；

如果吸附的分子能够与金属起化学作用，则形成化学吸附，如烯基丁二酸。

防锈剂的主要品种

常用的防锈剂按结构分为磺酸盐、羧酸及羧酸衍生物、酯类、有机磷酸及盐类和有机胺及杂环化合物五大类。

磺酸盐

磺酸盐是使用得较早的防锈剂。按原料来源，可分为石油磺酸盐和合成磺酸盐；按金属类型，可分为钡盐、钙盐、镁盐、钠盐和锌盐，作为清净剂的磺酸盐用得**多的是钙盐，其次是镁盐，而作为防锈剂的磺酸盐用得**多的是钡盐，其次是是钠盐和钙盐，除金属磺酸盐外，还有铵盐；按碱值来分，可分为中性磺酸盐和碱性磺酸盐。

金属磺酸盐通常选择钡盐、钙盐或钠盐。这些极性化合物能够提高防锈的能力，润湿金属表面，形成一个更完整、更均匀的涂层。磺酸盐对金属的亲和力可以排出金属表面的水。金属磺酸盐还协助溶解在液体中的蜡和氧化蜡。磺酸钡和磺酸钙提供比较好的排水性能，而磺酸钠是**适合制作乳化（水基）防锈剂的。金属磺酸盐有亲水性（极性）的头，黏附（化学吸附）在金属表面的疏水性尾巴（非极性），伸出的尾远离金属并且提供了一个屏障膜（图2）。金属磺酸盐本身提供金属表面与外界环境之间的屏障，但这个薄膜离开暴露表面，零件可能有缺陷。蜡或氧化蜡分子与磺酸盐分子的疏水性的尾巴纠缠在一起，形成一个比单独磺酸盐或蜡有更强大的、疏水性更好的膜。例如，含有10%的磺酸盐或氧化蜡的溶剂在潮湿箱中可提供30d的保护（一个共同的测试环境），然而10%的蜡和磺酸盐的复合可以提供超过60d的保护。金属加工件在生产加工及运输的过程中，很容易生锈，需要使用防锈油在金属表面形成一层薄膜，防止金属锈蚀的化学品。而随着环保法规要求越来越严格，以及人们保护环境意识的提高，对防锈剂的组成及使用也提出了相应的要求，因此采用符合环保要求的防锈材料，开发具有可生物降解性的防锈剂产品将逐渐成为防锈剂发展的主流。