Введение к работе
1. . 1.1. Актуальность проблемы.
Соли алифатических карбонових кислот с числом атомов углерода в цепи более 7 являются ингибиторами коррозии для нейтральных слабоминерализованных сред. Эффективность солей ненасыщенных кислот выше, чем насыщенных. С повышением длины углеводородного радикала защитное действие возрастает. Вместе с тем падает растворимость, что ограничивает использование карбоксилатов с высокой молекулярной массой в качестве ингибиторов. Растворимость последних можно повысить введением в них гидрофильных функциональных групп, например группы -OSO^R путем сульфатирования (сульфаты или эфиры серной кислоты")или группы -.SOgH (сульфонаты). Например ингибитор СКМ-1 представляет собой сульфатированное касторовое масло.
При коррозии железа в нейтральных средах защитным действием обладают также сульфаты и сульфонаты.
Сульфаты и сульфонаты, сульфатированные и сульфированные карбоксилаты в качестве ингибиторов систематически не изучены.
Растительные масла являются доступным и многотоннажным источником непредельных жирных кислот (олеиновой, линолевой, линоленовой, эруковой и др.). Получаемые на основе масел ингибиторы отвечают современным требованиям, предъявляемым к добавкам для нейтральных сред. Они сравнительно недороги, высокоэффективны, нетоксичны, биологически не стойки. Производство их не требует сложного оборудования.
Поиск новых ингибиторов на основе карбоксилатов и суль-
_ 4 -
фатированных карбоксилатов, как в виде индивидуальных веществ, так и синергических смесей, является актуальной проблемой. Научный интерес представляет изучение механизма действия таких ингибиторов, влияние на их защитные свойства различных факторов.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ высших учебных заведеній! Минвуза СССР в области химического сопротивления и защиты от коррозии на 1986-90 гг (Раздел 6.1.2. Разработка и внедрение в промышленность ингибиторов коррозии для черных и цветных металлов ... и слабоминерализованной воды.).
1.2. Цель работы.
1. На основе карбоксилатов и сульфатированкых карбоксилатов разработать новые ингибиторы и изучить их тормозящее действие на коррозию углеродистых сталей в нейтральных слабомин ерализ ованных средах.
2. Создать на основе разработанных ингибиторов и нитро-соединений синергические смеси для нейтральных сред.
-
Изучить влияние на тормозящее действие наиболее эффективного ингибитора и его смесей температуры, гидродина-мики, ионов активаторов и ионов Са , определить оптимальные условия его применения.
-
Дать практические рекомендации по применению разработанных ингибиторов.
-
Установить особенности механизма защитного действия разработанных ингибиторов. Для этого всесторонне изучить влияние наиболее эффективных предложенных добавок на электродные процессы, протекающие на железе в нейтральных ацетат-
ных и хлоридных растворах при различных условиях. Оценить способность указанной группы карбоксилатов пассивировать металл при различных их концентрациях и гидродинамическом режиме. Изучить вопросы, связанные с последействием карбоксилатов.
6. Изучить влияние различных факторов С ионов С1~ и СНдСОСГ, кислорода, потенциала, рН и др._)на адсорбцию и защитные свойства наиболее эффективного ингибитора.
1.3. Научная новизна.
Получен новый фактический материал по ингибированию коррозии железа в нейтральных средах карбоксилатами и их сульфатированными производными, полученными из растительных масел: горчичного, касторового, рапсового. На основе ядрового горчичного мыла путем сульфатирования создан ингибитор СГМ для нейтральных слабоминерализованных сред. На основе последнего созданы эффективные синергические смеси с о-нит-робензоагом натрия и изучено влияние различных факторов на
их ингибирующее действие в нейтральных слабоминерализован-
« ных средах.
Показано, что сульфатированные карбоксилаты, как ингибиторы имеют преимущества перед несульфатированными. Изученные карбоксилаты могут вызывать адсорбционную пассивацию железа, чему способствует предварительное катодное восстановление оксидов и гидроксидов на поверхности металла, повышение концентрации ингибитора и деаэрация.
Установлено, что кислород адсорбционно вытесняет кар-боксилат-ионы с поверхности металла, затрудняя тем самым возникновение адсорбционной пассивации. При малых концент-
- b —
рациях карбоксилатов кислород способствует возникновению оксидной пассивации. Продукты коррозии, образованные в присутствии кислорода и осевшие на металле, влияют на оба электродных процесса, способны адсорбировать карбоксилат-ионы.
1.4. Практическая значимость.
В ходе исследований показано, что лучшими эксплуатационными и защитными свойствами обладают сульфатированные мыла, полученные из растительных масел. Предложенный ингибитор СГМ и его смеси с о-нитробензоатом отвечают требованиям, предъявляемым к ингибиторам для нейтральных сред. По своим свойствам СГМ аналогичен известному ингибитору СКМ-1.
1.5. На защиту выносятся:
результаты исследований по влиянию гидродинамики и концентрации карбоксилатов на самопассивацию железа в воде, ацетатных и хлоридных растворах;
изученные вопросы, связанные с хемосорбцией карбоксилатов' и вызываемой этим адсорбционной пассивацией. Установленные признаки адсорбционной пассивапии и факторы, благоприятствующие и препятствующие возникновению последней;
установленные закономерности влияния карбоксилатов и сульфокарбоксилатов на электродные процессы на нелезе и магнетите в ацетатных и хлоридных растворах, механизм действия карбоксилатов при различных условиях, последействие карбоксилатов;
результаты исследований по совместному влиянию кислорода, ацетат- и хлорид-ионов на адсорбцию карбоксилатов и на их защитные свойства;
- коррозионный эксперимент, проведенный в нейтральных слабоминерализованных средах (в воде, с добавкой 0,01-0,04 М NaC1, 0,0005 М 01-+0,0005 М 5о|~, 0,1-20 мМ 0аС12) с добавкой карбоксилатов и сульфокарбоксилатов при различных условиях.
1.6. Апробация результатов.
Основные результаты работы были доложены на научных сессиях РИГУ им.В.И.Ленина по итогам научно-исследовательской работы за 1993, 1994 и 1995 гг и на коррозионных семинарах на кафедре общей и аналитической химии МПГУ им.В.И.Ленина.
По материалам диссертации опубликовано статей.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, 6-ти глав и выводов, а также содержит список литературы ("181 наименование) и оглавление. Объем диссертации составляет 224 страницы, включая указанную библиографию, 40 рисунков и 30 таблиц.
