由于良好的机械强度和低成本,碳钢被广泛用于生产和生活中,例如化学工业,交通,机械,建筑等。碳钢在一些加工过程中要经过酸洗的操作,这会导致金属被严重腐蚀,大量金属被溶解从而造成巨大损失。添加有机抑制剂是一种经济有效且操作简便的防腐措施,与传统的无机缓蚀剂相比,有机缓蚀剂不会造成环境污染,对人体危害小,因此受到研究者的广泛关注。它们能通过物理或化学吸附的方式在金属表面形成一层保护膜,从而抑制金属腐蚀。研究表明,具有氧(O),氮(N)和硫(S)等杂原子和π电子结构的有机化合物具有良好的缓蚀性能。从这一角度出发,本文合成了一种含磺酸基的可聚合咪唑基两性盐(VIPS),其结构中含有可聚合的碳碳双键,经自由基聚合即可得到聚两性盐(PVIPS),PVIPS表现出了优良的缓蚀性能。此外,聚两性盐经过酸化即可得到聚离子液体(PIL),聚离子液体不仅具有良好的缓蚀效果,并且还克服了离子液体(IL)在使用和运输过程中存在的泄漏、不易转移等一系列问题。在此基础上,我们重新设计合成路线,合成了一系列不同聚合度的聚离子液体,并探究了聚合度与缓蚀率的关系。本研究的具体内容如下:1)合成了咪唑基两性盐和聚离子液体,通过FT-IR、~1H NMR对其结构进行了表征,证明了产物与目标化合物一致。2)通过动电位极化、电化学阻抗的方法研究了两性盐单体、聚两性盐以及不同聚合度的聚离子液体在0.5 M HCl介质中对45#钢的缓蚀性能,结果表明这三种缓蚀剂的缓蚀率均随着浓度的增加而提高。聚合后的两性盐缓蚀效果明显优于两性盐单体,在500 ppm的浓度下缓蚀率可达到97%。对于不同聚合度的聚离子液体,聚合物的缓蚀效果存在一个最优的聚合度,聚合度为21时显示出最好的缓蚀性能,缓蚀率最高可达92.67%。本研究中无论是两性盐还是聚离子液体缓蚀剂均符合Langmuir等温吸附模型。3)分子动力学模拟表明VIPS平行吸附于碳钢表面,PVIPS大部分重复单元与碳钢表面平行,这种平行排列的方式有利于获得更大的覆盖率,从而获得更好的缓蚀效果。此外由于PVIPS分子内吸附位点众多,因而具有更强的吸附能力。