亞磷酸三苯酯在金屬表面形成一種淡黃色致密的膜,它具有良好的緩蝕、耐高溫、耐沖擊性能.可以作為管線和常減壓裝置的緩蝕劑.采用亞磷酸三苯酯作為環(huán)烷酸腐蝕體系的緩蝕劑研究尚未見報道.本文用SEM和IR研究了亞磷酸三苯酯在A3鋼表面成膜的性質(zhì)和結(jié)構(gòu).

亞磷酸三苯酯的成膜特性
亞磷酸三苯酯是一種優(yōu)良多齒配體,它的三個氧原子均可以和A3鋼表面的鐵離子配位,形成配合物.牢固吸附在金屬表面,形成一種淡黃色致密的薄膜.為了確定亞磷酸三苯酯在A3鋼表面成膜的性質(zhì),用SEM對表面膜進行了觀察.圖1是在200℃,濃度為500mg/L時,亞磷酸三苯酯在A3鋼表面成膜的微觀形貌.從圖1看:晶體顆粒大小均勻,膜致密完整.在8000倍下觀察,也沒有發(fā)現(xiàn)孔洞.進一步觀察可看到:晶體顆粒堆積緊密,晶粒堆積方向,向平面和空間發(fā)展,膜具有三維結(jié)構(gòu).由圖估算晶粒直徑大小為2μm左右.由此判斷亞磷酸三苯酯在A3鋼表面所成的膜為三維成相膜。膜的性能、結(jié)構(gòu)
亞磷酸三苯酯在金屬表面形成的膜與金屬基底結(jié)合緊密,需要經(jīng)過水磨砂紙打磨才能將膜去掉,表現(xiàn)了很好的耐磨和抗沖擊能力.這種性能適合在高流速的管線內(nèi)使用.鋰離子電池電解液穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯，為了確定亞磷酸三苯酯與鐵離子的配位性質(zhì),用紅外反射光譜分析了膜的成分,結(jié)果見圖2.圖2a是亞磷酸三苯酯標準全譜.在有關(guān) νC-H和νC-O-P的詳細圖譜中,在3000cm-1 和1000cm-1處出現(xiàn)的吸收峰為C-H振動產(chǎn)生,2000cm-1處為C-H振動的倍頻峰,1600cm-1和1500cm-1吸收峰為C=C振動產(chǎn)生,730cm-1處吸收峰為苯環(huán)單取代的(C-H特征峰,1200cm-1處為 νC-O-P特征吸收峰.圖2b是成膜樣品的表面反射紅外光譜.可以看到在波數(shù)為2926.42cm-1和519.33cm-1出現(xiàn)了由C-H振動引起的吸收譜線.對應(yīng)P-O-C的譜線出現(xiàn)在1134.49cm-1波數(shù)處,和標準 譜特征波數(shù)1200cm-1相比,圖2b的νC-O-P振動頻率向低頻移動了單位.說明:C-O-P鍵長變長,表明亞磷酸三苯酯與鐵發(fā)生了作用.為了進一步證實鐵離子可以和亞磷酸三苯酯反應(yīng)形成配位化合物.用乙醇作溶劑,以等量摩爾數(shù)氯化亞鐵和亞磷酸三苯酯混合,可以在1165.21cm-1觀察到微弱的吸收峰(圖2C),以1∶2摩爾比混合時(圖2d),在1165.21cm-1吸收峰有所增強,以1∶3摩爾比混合時在1200cm-1附近的紅外光譜吸收峰明顯增強(圖2e),反應(yīng)所產(chǎn)生的IR譜(1165.21)與亞磷酸三苯酯產(chǎn)生的(1134.49cm-1)接近,可以進一步認定1134.49cm-1處吸收峰是由以下配位鍵產(chǎn)生的:P-O-C. 由此判斷表面膜為:鐵離子與亞磷酸三苯酯形成的配位化合物.因為鐵離子配位數(shù)一般為6,形成八面體的配合物較為穩(wěn)定.綜合1,2的試驗結(jié)果可推測亞磷酸三苯酯與鐵離子配位可能有單核和雙核兩種結(jié)構(gòu)見圖3.考慮到亞磷酸三苯酯配位的氧原子齒鉗較短,配位絡(luò)合物八面體構(gòu)型(a)將有可能向能量上更有利的三棱柱構(gòu)型畸變(b). 在Fe的單核配位絡(luò)合物中,a和b兩種同分異構(gòu)體可能同時共存.這兩種配位絡(luò)合物以哪種為主或是同時共存尚待進一步研究,在環(huán)烷酸中的反應(yīng)為[1]: Fe+2RCOOH→Fe(RCOO)2+H2 而羧基振動特征峰在νC-O在1416cm-1 處,在圖3b中,在1460.36cm-1可以指認為羧基吸收峰.據(jù)此其配位反應(yīng)為: Fe(RCOO)2+3(C3H5O)3P—[Fe[C3H5O]3P]3 (RCOO)2 有關(guān)配位化合物的組成有待于今后研究。鋰離子電池電解液穩(wěn)定劑亞磷酸三苯酯

亞磷酸三苯酯與鐵反應(yīng)在A3鋼表面形成沉淀膜致密.所形成的配位化合物的分子結(jié)構(gòu)核結(jié)構(gòu)可能有單核和雙核兩種結(jié)構(gòu)。