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防锈剂多是一些极性物质，其分子结构的特点是：一端是极性很强的基团，具有亲水性质，极性的强弱对防锈性有影响；另一端对错极性的烷基，具有疏水性质，烷基链的长短对防锈性也有影响。当含有防锈剂的油品与金属触摸时，防锈剂分子中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，在金属标明发生严密的单分子或多分子保护层，阻挠腐蚀介质与金属触摸，故起到防锈效果。
防锈剂还对水及一些腐蚀性物质有增溶效果，通过把这些物质增溶于胶束中，起到了对腐蚀性物质的涣散或减活效果，然后消除腐蚀性物质对金属的腐蚀。当然，碱性防锈剂对酸性物质还有中和效果，使金属不受酸的腐蚀。
常用的防锈剂按结构分为磺酸盐、羧酸及羧酸衍生物、酯类、有机磷酸及盐类和有机胺及杂环化合物五大类。
