BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN TUẤN ANH

TỔNG HỢP HYDROTALXIT MANG ỨC CHẾ ĂN MÒN VÀ
CHẾ TẠO LỚP PHỦ NANOCOMPOZIT BẢO VỆ
CHỐNG ĂN MÒN THÉP CACBON

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Mã số: 9.44.01.14

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. Tô Thị Xuân Hằng
2. PGS.TS. Trịnh Anh Trúc

Hà Nội – 2018


LỜI CẢM ƠN
Với lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc, Nghiên cứu sinh xin được gửi lời
cảm ơn tới PGS.TS. Tô Thị Xuân Hằng và PGS.TS. Trịnh Anh Trúc đã chỉ đạo,
hướng dẫn tận tình, sâu sát và giúp đỡ Nghiên cứu sinh trong suốt quá trình thực
hiện cũng như hoàn thành bản luận án này.
Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô tại phòng Nghiên

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................ x
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................... 3
1.1. Lớp phủ bảo vệ hữu cơ ................................................................................ 3
1.1.1. Giới thiệu lớp phủ hữu cơ ........................................................................... 3
1.1.2. Các loại lớp phủ bảo vệ hữu cơ................................................................... 3
1.2. Ức chế ăn mòn kim loại ............................................................................... 7
1.2.1. Phân loại ức chế ăn mòn kim loại ............................................................... 7
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ức chế ăn mòn trong lớp phủ bảo vệ hữu cơ ........... 9
1.3. Hydrotalxit .................................................................................................. 19
1.3.1. Cấu trúc, tính chất, phương pháp tổng hợp hydrotalxit ............................ 19
1.3.2. Tình hình nghiên cứu hữu cơ hóa hydrotalxit ........................................... 26
1.3.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng hydrotalxit trong lớp phủ hữu cơ .......... 33
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
............................................................................................................................. 39
2.1. Hóa chất, nguyên liệu, mẫu nghiên cứu, dụng cụ tiến hành thí nghiệm ......39
2.1.1. Hóa chất, nguyên liệu, mẫu nghiên cứu .................................................... 39
2.1.2. Dụng cụ thí nghiệm ................................................................................... 40
2.2. Tổng hợp hydrotalxit, hydrotalxit mang ức chế ăn mòn, hydrotalxit
mang ức chế ăn mòn biến tính bằng silan ....................................................... 40
2.2.1. Tổng hợp hydrotalxit ................................................................................. 40
2.2.2. Tổng hợp hydrotalxit mang ức chế ăn mòn axit benzothiazolylthiosuccinic ..... 41
2.2.3. Tổng hợp hydrotalxit mang ức chế ăn mòn axit benzothiazolylthiosuccinic
và biến tính bằng N - (2 - aminoetyl) - 3 - aminopropyltrimetoxisilan. ............. 42
2.2.4. Tổng hợp hydrotalxit mang ức chế ăn mòn molypdat .............................. 44



hydrotalxit

mang

ức

chế

ăn

mòn

axit

benzothiazolylthiosuccinic biến tính bằng silan và ứng dụng trong lớp phủ
epoxy hệ dung môi bảo vệ chống ăn mòn thép cacbon .................................. 55
3.1.1. Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hydrotalxit mang ức chế ăn mòn

axit

benzothiazolylthiosuccinic biến tính bằng N - (2 - aminoetyl) - 3 aminopropyltrimetoxisilan ..................................................................................... 55
3.1.2. Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn thép của HTBA và HTBAS........... 67
3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của HTBA và HTBAS đến khả năng bảo vệ chống
ăn mòn của lớp phủ epoxy hệ dung môi ............................................................. 69
iv


3.2. Tổng hợp hydrotalxit mang ức chế ăn mòn molypdat biến tính silan và
ứng dụng trong lớp phủ epoxy hệ nước bảo vệ chống ăn mòn cho thép

:
:
:
:
:
:
:
:

EP-HTBAS

:

EW0
EW-HTM

:
:

EW-HTMS

:

EW-HTMGS

:

GS
H
HT

chế ăn mòn molypdat biến tính bằng N-(2-aminoetyl)-3aminopropyltrimetoxisilan
Màng sơn epoxy hệ nước chứa hydrotalxit mang chất ức
chế ăn mòn molypdat biến tính bằng 3glycidoxypropyltrimetoxisilan
3-glycidoxypropyltrimetoxisilan
Hiệu suất ức chế ăn mòn
Hydrotalxit
Hydrotalxit mang chất ức chế ăn mòn axit
benzothiazolylthiosuccinic
Hydrotalxit mang chất ức chế ăn mòn axit
benzothiazolylthiosuccinic biến tính bằng N-(2-aminoetyl)3-aminopropyltrimetoxisilan
vi


HTM
HTMS
HTMGS
HEDP
HPCA
Irgacor 252 /
BTSA
Irgacor 153
ICP
IR/ FT-IR
ISO
NTMPA
NaDEDTC
REACH
Rf
Rp
SEM

:
:
:

Ankylamoni của 2- benzothiazolylsuccinic
Phương pháp Quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần
Phổ hồng ngoại
Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
Axit nitrilotri(metylenphotphonic)
Dietyldithiocacbanatnatri
Quy định của Cộng đồng Châu Âu về các hóa chất và an
toàn của chúng
Điện trở màng
Điện trở phân cực
Kính hiển vi điện tử quét
Kính hiển vi điện tử truyền qua
Tetraetylorthosilicate
Tetra-n-propoxyzirconium
Phổ tử ngoại khả kiến
Chất hữu cơ bay hơi
Nhiễu xạ tia X
Mô đun tổng trở tại tần số 10 mHz

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Hiệu suất ức chế ăn mòn của một số axit photphonic ....................... 12
Bảng 1.2: Hiệu suất ức chế ăn mòn thép trong hệ thống nước làm mát của một
số axit hữu cơ ở nồng độ 20 ppm ........................................................................ 15

dịch NaCl 0,1 M không chứa ức chế và dung dịch NaCl 0,1 M chứa HTM,
HTMS và HTMGS .............................................................................................. 99
Bảng 3.17: Thành phần các mẫu sơn epoxy hệ nước nghiên cứu .................... 100
Bảng 3.18: Phân tích phổ IR của EW0, EW-HTM, EW-HTMS, EW-HTMGS ....1011
Bảng 3.19: Kết quả đo độ bám dính và độ bền của các màng sơn epoxy hệ nước
chứa HTM, HTMS và HTMGS ........................................................................ 109

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Cấu trúc của phức kẽm với DEDTC .................................................. 12
Hình 1.2: Cấu trúc của AMP .............................................................................. 13
Hình 1.3: Cấu trúc của một số chất ức chế ăn mòn bay hơi............................... 13
Hình 1.4: Cấu trúc của một số chất ức chế ăn mòn azol .................................... 14
Hình 1.5: Cấu trúc phân tử của phức BTAH với đồng ...................................... 14
Hình 1.6: (a) Axit benzothiazolylthiosuccinic (Irgacor 252); (b) Ankylamoni
của axit benzothiazolylthiosuccinic (Irgacor 153) .............................................. 16
Hình 1.7: Cấu trúc của rutin ............................................................................... 18
Hình 1.8: Cấu trúc của berberin, pyrolidin, ricinin ............................................ 18
Hình 1.9: Cấu trúc của piperin ........................................................................... 19
Hình 1.10: Mô hình cấu trúc dạng vật liệu HT .................................................. 19
Hình 1.11: Cấu trúc của HT – [CO3]2-................................................................ 20
Hình 1.12: Ảnh SEM của HT Mg/Al (a) và HT Mg/Al26 biến tính 8-HQ (b)
............................................................................................................................. 26
Hình 1.13: Giản đồ XRD của HT biến tính DS (a) và khâu mạch quang (b) ....... 27
Hình 1.14: Giản đồ XRD của HT trước và sau biến tính với QA và MBT ....... 28
Hình 1.15: Phổ IR của Mg-Al biến tính MBT (a) và QA (b)............................. 28
Hình 1.16: Sơ đồ biến tính HT bằng axit amin hoặc nitrit dựa trên tính chất
phục hồi cấu trúc ................................................................................................. 29

Hình 3.4: Ảnh SEM của HTBA ......................................................................... 61
Hình 3.5: Ảnh SEM của HTBAS ....................................................................... 61
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ BTSA và cường độ hấp
thụ của dung dịch.................................................................................................63
Hình 3.7: Phổ UV-VIS của dung dịch pha loãng 100 lần của mẫu HTBA sau khi
phản ứng với HNO3 ............................................................................................. 63
Hình 3.8: Phổ UV-VIS của dung dịch pha loãng 100 lần của mẫu HTBAS sau
khi phản ứng với HNO3..................................................................................... 633
Hình 3.9 : Các giai đoạn xảy ra trong quá trình silan hóa bề mặt hydrotalxit
bằng N-(2-aminoetyl)-3- aminopropyltrimetoxisilan ......................................... 65
Hình 3.10:Mô phỏng phản ứng silan hóa hydrotalxit mang ức chế ăn mòn
BTSA bằng N-(2-aminoetyl)-3-aminopropyltrimetoxisilan ............................. 666
Hình 3.11: Đường cong phân cực của điện cực thép sau 2 giờ ngâm trong dung
dịch NaCl 0,1M trong cồn/nước không chứa ức chế (),chứa 3 g/L HTBA (■) và
chứa 3 g/L HTBAS (●) ..................................................................................... 677
Hình 3.12: Phổ tổng trở của điện cực thép sau 2 giờ ngâm trong dung dịch NaCl
0,1M trong cồn/nước không chứa ức chế (a), chứa 3 g/L HTBA (b) và chứa 3
g/L HTBAS (c) .................................................................................................. 688
Hình 3.13: Phổ IR của EP0 (a), EP-HTBA (b), EP-HTBAS (c) ....................... 70
Hình 3.14: Ảnh SEM của màng epoxy chứa 3 % HTBA ................................ 722
Hình 3.15: Ảnh SEM của màng epoxy chứa 3 % HTBAS .............................. 722
xi


Hình 3.16: Giản đồ XRD của HTBA (a), màng epoxy chứa HTBA (b), HTBAS
(c) và màng epoxy chứa HTBAS (d) ................................................................ 733
Hình 3.17: Phổ tổng trở của các mẫu EP0 (a), EP-HTBA (b) và EP-HTBAS (c)
sau 1 giờ ngâm trong dung dịch NaCl 3% ........................................................ 744
Hình 3.18: Phổ tổng trở của các mẫu EP0 (a), EP-HTBA (b) và EP-HTBAS (c)
sau 14 ngày ngâm trong dung dịch NaCl 3%.................................................... 744

HTMGS (d) ......................................................................................................... 99
Hình 3.35 : Phổ IR của EW0 (a), EW-HTM (b), EW-HTMS (c), EW-HTMGS
(d) ...................................................................................................................... 101
Hình 3.36: Ảnh SEM của màng epoxy chứa 3% HTM (a), màng epoxy chứa 3%
HTMS (b) và màng epoxy chứa 3% HTMGS (c) ............................................. 103
Hình 3.37: Giản đồ XRD của màng epoxy (a), màng epoxy chứa 3 % HTM (b),
màng epoxy chứa 3 % HTMS (c) và màng epoxy chứa 3 % HTMGS (d) ....... 105
Hình 3.38 : Phổ tổng trở sau 35 ngày ngâm trong dung dịch NaCl 3% của các
mẫu epoxy trắng (a), epoxy chứa 3% HTM (b), epoxy chứa 3% HTMS (c) và
epoxy chứa 3% HTMGS (d) ............................................................................. 106
Hình 3.39: Sự thay đổi giá trị Rf theo thời gian ngâm trong dung dịch NaCl 3%
của mẫu epoxy trắng (o), epoxy chứa 3% HTM (□), epoxy chứa 3% HTMS (♦)
và epoxy chứa 3% HTMGS (●) ........................................................................ 107
Hình 3.40: Sự thay đổi giá trị Z10mHz theo thời gian ngâm trong dung dịch NaCl 3%
của mẫu epoxy trắng (o), epoxy chứa 3% HTM (□), epoxy chứa 3% HTMS (♦)
và mẫu epoxy chứa 3% HTMGS (●) ................................................................ 108
Hình 3.41: Ảnh bề mặt các mẫu epoxy hệ nước không chứa hydrotalxit (a),
epoxy hệ nước chứa HTM (b), HTMS (c) và HTGS (d) sau 96 giờ thử nghiệm
trong tủ mù muối ............................................................................................... 111
Hình 3.42: Cơ chế bảo vệ chống ăn mòn của màng epoxy chứa hydrotalxit mang
ức chế ăn mòn molypdat khi xảy ra khuyết tật tại màng sơn............................ 112

xiii


MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, các công trình thiết bị
kim loại đều bị tác động ăn mòn mạnh mẽ của môi trường. Ăn mòn kim loại làm
biến đổi một lượng lớn các sản phẩm thành sản phẩm ăn mòn và gây ra những
hậu quả nặng nề: Biến đổi tính chất của các kim loại, ảnh hưởng tới quá trình

mòn và chế tạo lớp phủ nanocompozit bảo vệ chống ăn mòn thép cacbon
nhằm đóng góp vào việc phát triển các lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại.
* Mục tiêu nghiên cứu
- Tổng hợp hydrotalxit mang các chất ức chế ăn mòn: Molypdat, axit
benzothiazolylthiosuccinic và biến tính silan.
- Chế tạo các lớp phủ epoxy nanocompozit chứa hydrotalxit mang chất
ức chế ăn mòn và biến tính silan bảo vệ chống ăn mòn cho thép cacbon.
* Nội dung nghiên cứu
- Tổng hợp hydrotalxit mang axit benzothiazolylthiosuccinic (BTSA)
biến tính bằng silan và ứng dụng trong lớp phủ epoxy hệ dung môi bảo vệ
chống ăn mòn thép cacbon:
 Tổng hợp và phân tích cấu trúc của hydrotalxit mang axit
benzothiazolylthiosuccinic biến tính silan;
 Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn thép của hydrotalxit mang axit
benzothiazolylthiosuccinic biến tính silan;
 Nghiên

cứu

ảnh

hưởng

của

hydrotalxit

mang

axit

1.1.2.1. Phân loại lớp phủ theo cơ chế tạo màng
Lớp phủ hữu cơ có thể được phân loại theo cơ chế tạo màng sơn. Màng
sơn có thể được tạo màng theo ba cách: bay hơi dung môi, phản ứng hóa học
hay kết hợp hai cách trên.
a) Lớp phủ khô vật lý
Lớp phủ khô vật lý là lớp phủ được tạo màng dựa trên sự bay hơi của
dung môi từ màng phủ lỏng để chuyển hóa thành màng sơn rắn.
Các lớp phủ khô vật lý có thể được chia làm hai nhóm nhỏ dựa trên bản
chất của dung môi dùng để hòa tan hay phân tán chất tạo màng. Các lớp phủ khô
vật lý truyền thống là lớp phủ khô vật lý dung môi, chứa một lượng lớn dung
môi hữu cơ có thể hòa tan các phân tử polyme. Các lớp phủ phân tán chứa lượng
lớn phân tử không tan phân tán trong nước là lớp phủ khô vật lý hệ nước. Cơ
chế hình thành màng sơn của các lớp phủ khô vật lý hệ nước thường được chia
làm ba khâu: bay hơi của nước, sau đó là sự biến dạng và kết hợp của các hạt
polyme và cuối cùng là phát triển liên kết bởi sự kết hợp dần dần của các hạt
polyme liền kề [10].
3


b) Lớp phủ khâu mạch hóa học
Lớp phủ khâu mạch hóa học là lớp phủ được tạo thành bởi phản ứng giữa
chất tạo màng và chất đóng rắn (hay còn gọi là chất khâu mạch).
Lớp phủ khâu mạch hóa học có thể chia thành các nhóm nhỏ hơn dựa trên
phản ứng hóa học để tạo thành màng sơn. Cần chú ý rằng các lớp phủ sử dụng
cho các công trình lớn thường được khâu mạch ở nhiệt độ môi trường. Các chất
tạo màng khâu mạch bằng phản ứng hóa học ở nhiệt độ môi trường sử dụng chế
tạo sơn chống ăn mòn có thể chia làm ba nhóm nhỏ tùy theo phản ứng đóng rắn
tạo thành màng sơn [10].
Lớp phủ khâu mạch bằng oxi hóa hấp thụ và phản ứng với oxi trong
không khí khi có chất xúc tác (sơn alkyt).

của kim loại hy sinh [10].
c) Lớp phủ thụ động
Lớp phủ thụ động chủ yếu được dùng làm lớp lót vì chúng chỉ có tác dụng
khi các thành phần hòa tan có thể phản ứng với kim loại. Những lớp phủ này
chủ yếu dùng cho các vật liệu trong môi trường có nguy cơ ăn mòn khí quyển,
đặc biệt là môi trường công nghiệp nhưng thường không khuyến khích dùng cho
điều kiện chôn hoặc ngâm nước. Cơ chế chống ăn mòn của lớp phủ thụ động
dựa trên thụ động vật liệu và tạo nên một lớp bảo vệ là phức chất của kim loại
không tan, ngăn sự vận chuyển các chất xâm thực, hoạt động như lớp che chắn.
Các pigment ức chế là muối vô cơ, thường tan trong nước. Ở Châu Âu, photphat
được dùng nhiều nhất. Ở quy mô toàn cầu thì , molypdat, nitrat, borat, và silicat
được dùng nhiều nhất. Khi lớp phủ bị thấm hơi nước, các thành phần của
pigment tan một phần và được chuyển đến bề mặt vật liệu. Ở bề mặt vật liệu,
các ion hòa tan phản ứng với vật liệu và tạo ra một sản phẩm thụ động bề mặt
vật liệu. Điều này có nghĩa là nồng độ pigment ức chế phải đủ cao để đảm bảo
đủ thẩm thấu từ lớp phủ. Tuy nhiên nếu độ tan của pigment ức chế ăn mòn quá
cao thì sẽ dẫn đến phồng rộp màng sơn. Một lớp phủ thụ động lý tưởng sẽ tạo
một màng ngăn nước và các ion có xâm thực cùng lúc với việc giải phóng một
lượng ức chế đủ khi cần [11].
1.1.2.3. Phân loại theo dung môi
Tùy theo dung môi sử dụng trong sơn mà sơn được chia làm 3 loại: sơn
dung môi, sơn nước và sơn không dung môi [11].
a) Sơn dung môi hữu cơ
Sơn dung môi hữu cơ là loại sơn truyền thống. Dung môi là một thành
phần truyền thống quan trọng trong sơn hữu cơ. Dung môi được cho vào lớp phủ
để hòa tan hoặc phân tán những thành phần khác trong lớp phủ (như các vật liệu
tạo màng polyme và pigment). Thêm nữa, dung môi giảm độ nhớt của dung dịch
sơn, do đó cho phép tạo màng sơn bằng phương pháp phun hay nhúng. Trong
sơn dung môi, thường thì một số được kết hợp để cân bằng tốc độ bay hơi và tốc
5

chế tạo lớp phủ hệ nước. Lớp phủ alkyt thường được sử dụng cho những ứng
dụng hoàn tất. Epoxy este tan trong nước và alkyt chiếm hầu hết khu vực chống
ăn mòn. Lớp phủ hệ nước được sử dụng rộng rãi như lớp phủ kiến trúc cho bảo
trì nhà ở, công trình xã hội, văn phòng và nhà máy, nhưng nhiều lớp phủ dung
môi, công nghiệp và chất lượng cao rất khó thay thế. Lớp phủ hệ nước không
khuyết tật có thể bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn trong điều kiện biển với độ ăn
6


mòn cao nếu sơn giàu kẽm được sử dụng. Tuy nhiên, công nghệ sơn hệ nước
vẫn còn đối mặt với một số vấn đề. Hầu hết những vấn đề với lớp phủ hệ nước
liên quan đến việc sử dụng nước làm dung môi. Mặc dù tính chất kiềm của một
số phần tử tạo mạch như amin chống gỉ nhanh, một ức chế hiệu quả như nitrat
natri cần được thêm vào lớp phủ hệ nước để chống gỉ nhanh. Những điểm bất lợi
khác của lớp phủ hệ nước là việc chúng không chịu được chu kì đóng băng/tan
và ảnh hưởng của độ ẩm đến độ bay hơi của nước. Ngoài vật liệu thô đắt, quá
trình khô và hình thành lớp phủ rắn với các hạt latex gây ra một vấn đề khác.
Tốc độ bay hơi của nước từ lớp phủ hệ nước tương đối nhanh, có nghĩa là vết
mép có thể xảy ra khi sơn mới được sơn lên các vùng đã sơn [11].
c) Sơn không dung môi
Lớp phủ không dung môi phổ biến nhất là lớp phủ bột. Lớp phủ bột được
sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế tạo xe hơi và chi tiết máy. Giống như
các vật liệu polyme khác, lớp phủ bột được chia thành nhiệt dẻo hoặc nhiệt rắn.
Nhựa nhiệt dẻo thường nóng chảy và chảy ở nhiệt độ cao trong khi vẫn giữ các
tính chất hóa học. Trong khi đó, nhựa nhiệt rắn cũng có những tính chất hóa học
khi khâu mạch. Những loại bột nhiệt rắn có thể dùng cho lớp phủ là acrylic,
polyeste, polyeste - epoxy, acrylic - epoxy và polyuretan. Các loại bột nhiệt dẻo
thương mại gồm có: Fluoro - polyme, polyme gốc vinyl và acrylic, cũng như
polyetylen và polyamit. Các tiến bộ gần đây trong công nghiệp sơn bột bao gồm
cả công nghệ lớp phủ lai sol - gel [10,11]. Các lợi thế của lớp phủ bột bao gồm

Có thể chia ức chế ăn mòn làm 3 loại theo ảnh hưởng của chúng đến phản
ứng điện hoá cục bộ:
- Ức chế anot làm giảm mật độ dòng anot và dịch điện thế ăn mòn về phía
dương. Chất ức chế anot phải được sử dụng ở nồng độ cần thiết, vì bề mặt anot
có kích thước nhỏ hơn bề mặt catot, do đó quá trình ăn mòn sẽ xảy ra mạnh ở
vùng không được bảo vệ và sẽ có ăn mòn điểm.
- Ức chế catot, ngược lại với ức chế anot, ức chế catot hoạt động ở vùng
catot trong hệ ăn mòn điện hoá. Nó ngăn chặn sự dịch chuyển các điện tử do đó
làm giảm quá trình ăn mòn. Tất cả các chất làm giảm phản ứng cục bộ catot đều
thuộc loại ức chế này.
- Ức chế hỗn hợp làm giảm tốc độ của cả phản ứng cục bộ anot và catot,
nhưng ít biến đổi điện thế ăn mòn.
1.2.1.3. Phân loại theo cơ chế hoạt động
- Ức chế do hấp phụ: các chất ức chế này ngăn cản tác động của môi
trường xâm thực bằng cách bám lên bề mặt kim loại. Quá trình ăn mòn bị chậm
lại do sự hấp phụ này. Mức độ ức chế phụ thuộc vào sự cân bằng giữa phần hoà
8


tan và hấp phụ lên kim loại. Cơ chế này đặc biệt quan trọng trong môi trường
axít. Sự bám lên kim loại được thực hiện do các nhóm chức của chất ức chế. Các
chất ức chế hấp phụ hoá học cho hiệu quả bảo vệ cao hơn các chất hấp phụ vật
lý do các lực tĩnh điện.
- Ức chế do thụ động: một số chất ức chế oxi hoá tạo nên màng thụ động
rộng trên bề mặt kim loại và làm giảm tốc độ ăn mòn. Nó hoàn thiện lớp oxit tạo
thành tự nhiên trên bề mặt kim loại, ở đây các chất ức chế hấp phụ vào các lỗ rỗ
của lớp oxit, lấp đầy chúng và khử.
- Ức chế do kết tủa lên bề mặt: một số chất ức chế tạo lớp màng trên bề
mặt do kết tủa các muối vô cơ hoặc phức hữu cơ ít tan. Màng này ngăn cản oxi
và ít nhiều ngăn quá trình tan anot.

- Pigment ferit:
Pigment ferit là một trong những pigment được nghiên cứu để thay thế .
Có các loại pigment ferit thông dụng như: ferit sắt, ferit canxi và ferit kẽm, ferit
bari, ferit magie. Các pigment ferit có kích thước hạt gần với kích thước hạt của
pigment oxit sắt đỏ. Để xác định cơ chế tác dụng của pigment ferit người ta so
sánh màng sơn chứa oxit sắt và màng sơn chứa ferit. Với nồng độ thể tích
pigment thấp thì không có sự khác nhau rõ rệt giữa các màng sơn chứa oxit sắt
và ferit, nhưng khi nồng độ thể tích của pigment cao gần tới nồng độ thể tích tới
hạn thì màng sơn với pigment ferit tốt hơn màng sơn chứa oxit sắt. Nước chiết
của pigment ferit canxi và ferit kẽm có độ pH xấp xỉ 10. Người ta cho là các ion
hydroxil đóng vai trò ức chế ăn mòn của các pigment này, ion hydroxit tự do có
thể dẫn đến sự thụ động bề mặt kim loại.
Trong khuôn khổ của dự án “Triển khai công nghệ bảo vệ kim loại chống
ăn mòn” giai đoạn 1994 - 1995, phòng Nghiên cứu sơn bảo vệ, Viện Kỹ thuật
Nhiệt đới đã nghiên cứu khả năng bảo vệ chống ăn mòn của sơn lót trên cơ sở
alkydepoxy và các pigment ferit, kết quả thu được cho thấy trong các pigment
nghiên cứu ferit sắt cho hiệu quả bảo vệ cao nhất.
- Các chất ức chế vô cơ như vanadat, molypdat,... được kết hợp với các
hợp chất khác để tạo thành pigment ức chế ăn mòn có hiệu quả sử dụng trong
màng sơn cũng đang được nghiên cứu hiện nay. R.G. Buchheit và cộng sự tại
Đại học tổng hợp Ohio, Mỹ đã nghiên cứu tính chất bảo vệ chống ăn mòn cho
10


hợp kim nhôm của lớp phủ hữu cơ chứa HT Zn/Al-decavanadat [5]. Bảo vệ
chống ăn mòn đạt được do sự nhả vanadat và Zn2+ có tác dụng ức chế ăn mòn
anot và catot tương ứng cho nhôm. Sự trao đổi anion decavanadat kích thước lớn
bằng ion clorua kích thước nhỏ trong cấu trúc HT được nghiên cứu bằng phổ
nhiễu xạ tia X. Các kết quả thu được cho thấy lớp phủ chứa HT Zn/Al decavanadat vẫn chưa có khả năng bảo vệ tương đương lớp phủ chứa .
1.2.2.2. Ức chế ăn mòn hữu cơ