植酸在金属表面处理中的现状

摘要：介绍了植酸的分子结构、生产方法和特殊性质。阐述了目前植酸的主要研究和应用现状,如在金属防护中充当阴极型缓蚀剂、用于电镀或化学镀的配位体、用作成膜型的金属钝化剂、在磷化及水性涂料中用作多功能助剂以及其他金属防护领域中的应用,并指出了目前存在的主要问题和今后发展和研究的方向。

植酸是从粮食作物中提取的自然的无毒化合物，它的化学称号为环己六醇六磷酸酯，由于它的分子中有6个磷酸基，是一种少见的金属多齿鳌合物。植酸与金属络合后，易在金属外表构成一层致密的单分子维护膜，能有效阻止氧气与金属基体接触，从而到达耐蚀的目的。同时，该维护膜中的羟基、磷酸基等活性基团，能与有机涂层发作化学作用，因而，经植酸处置后的金属外表与有机涂层有良好的附着力。 一、植酸在镁-锂合金上的应用

镁-锂合金是一种新型的、最轻的金属构造材料，除了具有普通镁合金的高比刚度、高冲击韧度、良好切削加工性等优点外，还具有密度小、塑性高、优秀的电磁屏蔽及抗震性等特性。镁-锂合金最初用在宇宙飞船、航天飞机、火箭等重要配备上，上世纪代以来，才被普遍应用在汽车、医疗器械和3C电子产品等方面。但是，镁-锂合金的耐蚀性能很差，限制了它的进一步应用。因而，研讨进步镁-锂合金耐蚀性具有重要的理想意义。将植酸参加到阳极氧化过程运用的根本电解液中，在镁-锂合金外表制得了阳极氧化膜。讨论了植酸的质量浓度对氧化膜外表形貌和耐蚀性能的影响。

采用浸渍法，室温下在以植酸为主要成分的水溶液中制备了镁外表的耐蚀性转化膜，膜层制备后自然沥干，不需水洗。整个工艺过程中无废水及废气排放。应用正交实验剖析了多要素对镁植酸转化膜耐蚀性影响，探明了膜层构成的最佳条件。结果标明，在处置液中主要成分植酸的质量分数为3%、pH值2.5~3.

5、反响时间7min的条件下制备的膜层具有最佳的性能，并对膜层的微观形貌停止了表征。环境友好型防腐蚀植酸处置技术有望成为新的镁外表防腐处置技术。 二、植酸对铜外表的缓蚀作用

植酸具有特殊的分子构造和很强的螯协作用及一定的成膜性且无毒无污染，是一种少见的金属多齿螯合剂，当与金属络合时，易构成多个螯合环，所构成的络合物稳定性极强，即便在强酸性环境中，植酸也能构成稳定的络合物。因而植酸易在金属外表构成自组装膜，能有效地阻止腐蚀介质与金属外表接触，从而阻止金属的腐蚀。但植酸分子的刚性大、空间位阻也相对较大，影响了分子在外表的严密排列，所构成的膜有一定的缺陷。以铜基(纯铜与黄铜)材料制备电极，将植酸分子经过自组装技术修饰于电极外表，构成有序的单层.在

0.1mol/LNaCl介质中，对植酸修饰层停止电化学极化曲线实验和交流阻抗察看，重点调查了组装浓度、时间以及pH等自组装要素，系统比拟与评价组装条件与铜基材料上植酸层缓蚀性能的关系，经过实验的类比，优化了成膜办法。

植酸在较低浓度下组装，关于纯铜与黄铜均进步了缓蚀性能，特别关于合金如黄铜效果显著.同时，在腐蚀液环境中，经交流阻抗剖析，解析了植酸组装层的缓蚀机理。 三、植酸在镀锌钝化中的应用

植酸由于含有六个磷酸基，对金属具有较好的鳌合性，如在pH3-4时对锌的络合常数是15.5，因而，国外正将其用作金属的缓蚀剂，如用作热交流器的冷凝水的抗腐蚀剂，用作钢的底漆的抗腐蚀剂图，用作铝和铝合金的外表处置剂及作为锌与锌合金镀层的外表处置剂。由于镀锌层铬钝化中的铬酸盐的毒性和价钱的昂贵，八十年代以来人们纷繁开端对镀锌层停止无铬钝化的研讨，并采用参加合成的烃基膦酸(如HEDP)进步其缓蚀作用。我们按曾报道的办法从米糠中提取植酸闹，将其用于镀锌的无铬钝化中，比拟它们与烃基膦酸对钝化膜的缓蚀性能，我们发现植酸对钝化膜的缓蚀性能优于其他的烃基膦酸。过去镀锌层钝化普通采用铬酸法，价钱昂贵，环境污染严重.近年来许多人纷繁讨论研讨对镀锌层停止无铬钝化，并采用参加各种有机合成磷酸，进步其防腐性能，但效果不断不令人如意，但是将植酸用于镀锌的无铬钝化中，防腐性能优于各种烃基膦酸。

植酸的参加能延缓钝化膜的腐蚀，并且其抗腐蚀才能优于其他烃基膦酸，这可能是由于植酸有六个氧和六个磷酸基，它们能与多个锌离子鳌合，附集于钝化膜的外表增加了钝化膜的抗腐蚀性能。

四、植酸在铝合金上的应用

将Al及其合金放入含Ti、Zr、Fe离子二种或两种以上、pH值=9的碱性水溶液中停止处置后水洗枯燥，再用含植酸的酸性水溶液处置。特性是防腐性好、涂膜致密、外观优秀。 H2TiF60.2g/L，ZrSO40.2g/L，Fe(OH)30.2g/L，

Na5P3O100.2g/L，C5H6O71g/L，NaOH适量;pH值11.5~13.8，温度70℃，将Al或其合金材料在上述碱性水溶液中浸渍6s，用水洗净后，放入含植酸20g/L的水溶液中(pH=3.5)，60℃浸渍6s，用去离子水清洗洁净，枯燥即可。

结论

植酸以其共同的理化性能，可在金属表层构成巩固致密的单分子维护膜，抑止金属的氧化腐蚀，可普遍地应用于金属防护处置中，固然我们在植酸消费与应用方面做了一些工作，并获得了较大的成果，但与目前国外兴旺国度相比，还有相当的差距。植酸在金属防护处置中的普遍应用，能大幅度进步产质量量，降低消费本钱，减少环境污染，对进步经济效益和社会效益有着不可估量的价值。