本发明专利技术为一种可由pH控制释放的长效型智能缓蚀剂的制备方法,属于智能缓蚀剂的制备领域，特别涉及一种可由pH控制释放的长效型智能缓蚀剂的制备方法。传统的缓蚀剂的使用方法多是采用一次投放或连续多次投放，使得在投放初期缓蚀剂浓度过高，而在投放后期换司机浓度过低，这些不仅会造成资源浪费、降低缓释效率，有时甚至还会加速腐蚀速度。因此本发明专利技术制备一种可由pH控制释放的长效型智能缓蚀剂，它是由一种对环境pH敏感的水凝胶包埋具有缓蚀作用的缓蚀剂所组成的。这种长效型智能缓蚀剂可根据环境介质的不同性质，确定缓蚀剂的释放情况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能缓蚀剂的制备领域，特别涉及一种可由PH控制释放的长效型智能缓蚀剂的制备方法。技术背景金属腐蚀遍及生活生产中的各个领域，而减少或阻止金属腐蚀的方法也是多种多样的。其中，缓蚀剂凭借其使用方法简便、快捷、经济等优点而得到了广泛的应用。但传统的缓蚀剂的使用方法多是采用一次投放或连续多次投放，这就使得在投放初期，缓蚀剂浓度过高，甚至高于最高有效浓度，这不仅是资源的浪费，有时还会降低缓释效率甚至加速腐蚀。 在投放后期，缓蚀剂浓度过低，甚至低于最低有效浓度，从而降低了缓蚀效率，同时也缩短了缓蚀剂的使用寿命。因此，多年来国内外研究者一直致力于研究得到一种智能长效缓蚀剂，期望这种缓蚀剂可根据周围环境变化，自动控制缓蚀剂的释放情况及释放量的多少。将无毒、无污染的具有PH敏感性的水凝胶应用到智能缓蚀剂中作为缓蚀剂的载体，是未来研究智能缓蚀剂的方向之一。pH敏感性水凝胶的大分子骨架链中通常含有可离子化基团，如羧酸基团或氨基基团等。由于这些基团可随着环境介质PH值的变化而产生不同程度的离子化/质子化，使水凝胶内部渗透压及离子键作用力发生变化，从而引起体积发生溶胀变化，显示出PH敏感性。对于带弱酸性基团的PH敏感性水凝胶，若环境介质pH值大于弱酸性基团的电离平衡常数(pKa)，则水凝胶分子链侧链上的弱酸性基团电离形成带电的阴离子，从而在水凝胶内部产生较大的渗透压，同时由于离子间的相互作用斥力增大，这均使水凝胶发生溶胀。同样的原因，带弱碱性基团的水凝胶则环境介质PH值小于其电离平衡常数pKa时产生溶胀。基于pH 敏感水凝胶具有这种对环境pH值的响应性，可将缓蚀剂包埋于该水凝胶中，可通过控制该类水凝胶的溶胀及退溶胀程度来进一步控制包埋在其中的缓蚀剂的释放性能。由于合成的PH敏感水凝胶多是绿色环保、无毒无害的高分子聚合物，因此这类缓蚀剂的毒性小，对人体及环境的危害少。pH敏感水凝胶响应环境pH值变化发生体积变化的大小及其pH响应度是这类智能水凝胶的关键性能指标。PH响应度越高，其作为缓蚀剂载体在缓蚀剂可控释放方面越有利。溶胀性越好，其可包埋的缓蚀剂的量就越大
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可由PH控制释放的长效型智能缓蚀剂的制备方法，该方法工艺简单，成本低，应用广泛。制备的长效智能缓蚀剂使用寿命长，缓蚀效果好，具有良好的应用前景。为了解决现有问题，本专利技术提供的技术方案是一种可由PH控制释放的长效智能缓蚀剂的制备方法，由具有三维网络的大分子材料含量为5%_10%、单体含量为5%_10%、引发剂含量为单体的O. 01-0.1倍、交联剂含量为单体质量的O. 01-0.1倍、造孔剂含量为O. 05%-0. 15%、缓蚀剂含量为5-15mg/mL组成，所述的三维网络高分子聚合物为淀粉或壳聚糖之一，所述的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯之一，所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺或四缩乙二醇双丙烯酸酯之一，所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾之一，所述的起泡剂为碳酸氢钠或丙酮之一，其制备方法包括有以下步骤DpH响应的水凝胶的制备(a)将具有三维网络结构的高分子聚合物置于带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中，加入20-40mL的去离子水配制成水溶液，通入氮气并持续搅拌，搅拌速度为200-500 转/分钟，保持升温至60-100°C，然后在聚合物水溶液中加入引发剂，反应一段时间后加入单体和交联剂，并在60-10(TC恒温下持续反应60-180min。(b)反应结束后，冷却至室温，并用IM的HCl或IM的NaOH水溶液之一来调节pH， 加入起泡剂，并均匀搅拌；将所得产物倒入乙醇中清洗，静置3-5h后将乙醇倒出，将产物放入干燥箱中干燥，得到干凝胶。2) pH控制释放的长效智能缓蚀剂的制备将所述的水凝胶溶于含缓蚀剂的干溶液中，浸泡2-4天，过滤，并经过真空冷冻干燥， 即可得到可由PH控制释放的长效智能缓蚀剂。本专利技术的另一个技术方案是上述的缓蚀剂为苯并三氮唑(BTA)、咪唑啉类、咪唑啉衍生物之一。本专利技术制备的pH控制释放的长效型智能缓蚀剂可通过改变环境介质的pH值、高分子聚合物及单体的用量、交联剂的用量来调节PH敏感水凝胶的孔径大小及溶胀度大小， 从而可控制缓蚀剂的包埋量及释放量。本专利技术的有益效果(1)本专利技术工艺简单，成本低，制备过程中采用水作反应介质，无有毒有害的副产物产生，对环境友好；(2)本专利技术制备的pH控制释放的长效型智能缓蚀剂对环境介质的pH响应性好、使用寿命周期长、缓蚀效率高，具有良好的应用前景。附图说明图1为制备的pH控制释放的长效型智能缓蚀剂的溶胀性与介质pH的关系曲线。图2为制备的pH控制释放的长效型智能缓蚀剂的pH敏感性测试曲线。图3为制备的pH控制释放的长效型智能缓蚀剂的缓蚀剂释放动力学曲线。图4为在pH控制释放的长效型智能缓蚀剂与传统缓蚀剂存在的情况下，7A04A1的电化学极化曲线。图5为在pH控制释放的长效型智能缓蚀剂与传统缓蚀剂存在的情况下，7A04的交流阻抗谱。具体实施方式`下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1I) PH敏感的水凝胶的制备a)将2. Og淀粉加入到带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中，在加入35mL蒸馏水，通入氮气，搅拌速度为300转/分钟，逐渐升温至80°C。将O.1g过硫酸铵引发剂溶于 5mL去离子水中,在加入到上述反应物水溶液中，持续通氮气,反应稳定lOmin。将1. 5g丙烯酸和1. 5g甲基丙烯酸羟乙酯加入到上述反应物水溶液中；将0. 05g亚甲基双丙烯酰胺交联剂同于5mL去离子水中，加入到上述反应物水溶液中，控制在上述搅拌速度和温度下反应 60min。b)反应结束后，冷却至室温，并用IM的NaOH溶液调pH值至8。加入O. 05g碳酸氢钠发泡剂，搅拌速度为500转/分钟，至产生均匀的泡沫形式。将所得的水凝胶注入过量的乙醇中，静置3h ;将乙醇到处，并将产物切成小块，再加入IOOmL乙醇，并静置24h。最后将以过滤的凝胶在干燥机中，60°C下干燥10h，用研钵将产物研磨，将粉末密封保存，避光、 避热。2) pH控制释放的长效型智能缓蚀剂的制备将O.1g上述所得的干凝胶粉末溶于含有苯并三氮锉(BTA)缓蚀剂的pH为8的水溶液中，BTA浓度为5mg/mL，静置48小时，将所得载缓蚀剂水凝胶用去离子水清洗三遍，真空冷冻干燥后，研磨成粉末密封保存、备用。对制得的pH控制释放的长效型智能缓蚀剂进行性能测试将由I)制得的pH响应水凝胶溶于不同PH值的水溶液中，静置30min，测量其溶胀前后质量，得到pH响应水凝胶的溶胀性与介质PH的关系曲线，如图1所示。将由I)制得的pH响应水凝胶交替溶于pH2和 PH8的溶液中，得到pH响应水凝胶的pH敏感性测试曲线，如图2所示。将由2)得到的pH 控制释放的长效型智能缓蚀剂溶于pH 8的水溶液中，得到该缓蚀剂的释放动力学曲线，如图3所示。将7A04铝合金分别浸泡在含有pH控制释放的长效型智能缓蚀剂及传统缓蚀剂的3. 5%NaC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可由pH控制释放的长效智能缓蚀剂的制备方法，其特征在于：由具有三维网络的大分子材料含量为5%?10%、单体含量为5%?10%、引发剂含量为单体的0.01?0.1倍、交联剂含量为单体质量的0.01?0.1倍、造孔剂含量为0.05%?0.15%、缓蚀剂含量为5?15mg/mL组成，所述的三维网络高分子聚合物为淀粉或壳聚糖之一，所述的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯之一，所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺或四缩乙二醇双丙烯酸酯之一，所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾之一，所述的起泡剂为碳酸氢钠或丙酮之一，其制备方法包括有以下步骤：1）pH响应的水凝胶的制备（a）将具有三维网络结构的高分子聚合物置于带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中，加入20?40mL的去离子水配制成水溶液，通入氮气并持续搅拌，搅拌速度为200?500转/分钟，保持升温至60?100℃，然后在聚合物水溶液中加入引发剂，反应一段时间后加入单体和交联剂，并在60?100℃恒温下持续反应60?180min；（b）反应结束后，冷却至室温，并用1M的HCl或1M的NaOH水溶液之一来调节pH，加入起泡剂，并均匀搅拌；将所得产物倒入乙醇中清洗，静置3?5h后将乙醇倒出，将产物放入干燥箱中干燥，得到干凝胶；2）pH控制释放的长效智能缓蚀剂的制备将所述的干凝胶溶于含缓蚀剂的水溶液中，浸泡2?4天，过滤，并经过真空冷冻干燥，即可得到可由pH控制释放的长效智能缓蚀剂。...
【技术特征摘要】
1.一种可由pH控制释放的长效智能缓蚀剂的制备方法，其特征在于由具有三维网络的大分子材料含量为5%-10%、单体含量为5%-10%、引发剂含量为单体的O. 01-0.1倍、交联剂含量为单体质量的O. 01-0.1倍、造孔剂含量为O. 05%-0. 15%、缓蚀剂含量为5-15mg/mL组成，所述的三维网络高分子聚合物为淀粉或壳聚糖之一，所述的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯之一，所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺或四缩乙二醇双丙烯酸酯之一，所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾之一，所述的起泡剂为碳酸氢钠或丙酮之一，其制备方法包括有以下步骤DpH响应的水凝胶的制备(a)将具有三维网络结构的高分子聚合物置于带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中，加入20-40mL的去离子水配制成水溶液，通...
【专利技术属性】
技术研发人员：董超芳，栗丽，肖葵，吴俊升，雷浩，李晓刚，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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