水溶性緩蝕劑的作用機理都是在金屬表面生成穩定的保護膜,其膜的類型可分為以下幾種情況。
(1)生成致密氧化膜這類緩蝕劑具有較強的氧化性,能夠在金屬表面生成不溶性的致密、附著力強的氧化物薄膜,當氧化膜達到一定厚度(如5?10nm),陽極氧化反應的速率減慢,金屬被鈍化,腐蝕速率大大降低,從而減緩或阻止了金屬被腐蝕的過程,起到緩蝕的作用。此類緩蝕劑是陽極型的,值得注意的是這些緩蝕劑當用量不足時,不僅不能緩蝕,反而加速腐蝕。因為,若不能使金屬全部鈍化,腐蝕便集中于這些尚未鈍化的區域內,此時鈍化區可作陰極(而陰極面積較大),未鈍化區作為陽極(較小),造成小陽極對大陰極,陽極區電流密度增大,使其發生劇烈的電化學腐蝕,還會引起嚴重的深度腐蝕。這類緩蝕劑又稱為“危險性緩蝕劑”。
(2)生成難溶的保護膜
生成無機難溶的保護膜無機緩蝕劑分子能與陽極腐蝕溶解下來的金屬離子相互作用,形成難溶的鹽類保護膜,覆蓋于金屬表面上。難溶沉淀膜厚度一般都比較厚(為10?100nm),膜的致密性和附著力均不如(I)類鈍化膜,防腐效果相對較差,但可以減緩、阻滯腐蝕過程的進一步發生。
(II)生成有機難溶的保護膜或難溶的絡合物覆蓋膜緩蝕劑分子能與金屬離子生成難溶的絡合物薄膜,從而阻止了金屬的溶解,起到緩蝕作用。
(3)生成吸附膜 這類緩蝕劑能吸附在金屬表面,改變金屬表面性質, 從而抑制腐蝕。它們一般是混合型有機化合物緩蝕劑,如胺類、硫醇、硫 服、叱呢衍生物、苯胺衍生物、環狀亞胺等。為了能形成良好的吸附膜, 金屬必須有潔凈的表面,所以在酸性介質中往往比在中性介質中更多地采用這類緩蝕劑。