缓蚀剂是金属材料酸洗过程中防止材料被深度腐蚀的重要添加剂。研究开发使用成本低廉、缓蚀效果好、适应性强、对环境友好的缓蚀剂,无疑具有重要的实用价值。根据缓蚀作用原理,以菠萝皮、柑橘皮、竹叶、毛发等生物物质的水解物为基础,对比研究了这些水解物质对酸洗钢铁材料的缓蚀效果。在60℃酸洗条件下,添加量为15%(v)时,菠萝皮、柑橘皮、竹叶、毛发水解物对10%盐酸和20%硫酸酸洗钢铁材料的缓蚀率分别为:35.42%、78.14%、65.81%、55.20%和62.37%、79.52、76.15%、85.57%。实验结果表明,这些水解液在单独使用时都具有一定的缓蚀效果,但使用量大、缓蚀效果达不到工业生产要求水平,需要采取复配方式加以改进。从降低成本和废弃资源综合利用的角度出发,本研究选择了毛发水解液和与毛发水解液成分相近的胱氨酸生产废液为基础液,开展了酸洗用生物缓蚀剂的复配研究。经初步筛选实验,确定了复配添加组分为:协同缓蚀组分乌洛托品、KI和季胺盐,渗透和抑雾组分季胺盐、OP和聚乙二醇。通过正交实验确定出一种WF酸洗缓蚀剂,其最佳配方为:毛发水解液或生产胱氨酸的废液50ml、15ml季胺盐、15g乌洛托品、0.5gKI、5mlOP及2.0ml聚乙二醇的表面活性剂混合,并搅拌溶解均匀。添加浓度为1%时,在60℃以下的20%硫酸溶液中对A3钢的缓蚀率达到了99%,钢材腐蚀速率由283.80 g/m2·h下降为12.50 g/m2·h,抑雾效果达到了95.80%。运用电化学实验方法和扫描电镜测试技术对WF缓蚀剂的极化电阻和交流阻抗等电化学性能以及缓蚀机理进行了研究。稳态极化测试结果表明,在20%的硫酸体系中该缓蚀剂对碳钢具有良好的缓蚀作用,其缓蚀机理主要是抑制碳钢腐蚀的阳极反应,因此,该缓蚀剂属阳极型缓蚀剂。电化学阻抗测试结果表明,在20%的硫酸体系中,WF缓蚀剂对碳钢的缓蚀效率随其缓蚀剂浓度的增大而显著增加,一定浓度后,缓蚀效率趋于稳定,与稳态极化法测试所得规律一致,其缓蚀性能随着温度的升高而降低。扫描电镜测试发现其碳钢表面形成了一层致密的薄膜,电子能谱分析验证了WF缓蚀剂是形成物理吸附膜而起缓蚀作用。经生产企业连续半年的使用计算,WF缓蚀剂用于20%硫酸溶液酸洗φ25~φ50钢管的消耗量约为0.5kg/t钢管,抑雾效果明显。