2、金属腐蚀抑制：生物聚合物的潜力与应用

金属腐蚀抑制：生物聚合物的潜力与应用

1. 腐蚀基础与危害

腐蚀是一种自然现象，在全球范围内造成了巨大的材料损失，每年约达261亿美元。从化学角度看，它是材料表面形成氧化物、硫化物或氯化物层的过程。过去，腐蚀研究主要集中在金属表面的降解，但如今也扩展到了塑料和聚合物的自然降解。

腐蚀过程自发进行，无需催化剂、特定温度或额外能量，有水分的地方就可能发生腐蚀。此外，在没有水分的情况下，钢也会因接触氢气而发生“干腐蚀”，氢气与钢中的碳反应释放甲烷，导致钢开裂。

腐蚀类似于典型的原电池，一部分作为阳极发生氧化，另一部分作为阴极发生还原。这是一个缓慢的过程，其持续时间取决于所使用的缓蚀剂强度。由于腐蚀会破坏材料并导致机械故障，因此需要使用化学物质来抑制或延缓腐蚀过程，这些物质被称为缓蚀剂。

缓蚀剂根据其对环境的影响可大致分为两类：
- 合成缓蚀剂 ：大多为无机物质，会对环境造成损害。
- 天然缓蚀剂 ：主要是有机物质，如接枝生物聚合物和植物提取物，能有效减缓腐蚀速率，且对环境无害。

目前，对天然腐蚀抑制剂的研究正在增加，生物聚合物作为天然来源的聚合物，如DNA/RNA、脂质、胶原蛋白和碳水化合物等，正受到广泛关注。这些生物聚合物通常从植物废料中提取，其提取物是生物聚合物和次生代谢物的组合。将生物聚合物从植物提取物中分离并与抗氧化材料接枝后，可作为非常有效的腐蚀抑制剂。

2. 腐蚀缓解方法

接枝生物聚合物基腐蚀缓解剂具有以下优点：
1. 含有杂原子 ：如氮和氧，能轻易