Вплив N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук на стан поверхні сталі в агресивних середовищах - Автореферат

Встановити закономірності впливу N-, S-, O-вмісних гетероциклічних сполук - похідних 2-тіохіназолін-4-она (ТХІ); 2-феніламінотіазолу (ФАТ) та 2-меркаптобензімідазолу (МБІ) на стан поверхні сталі в агресивних середовищах та розробити на цій основі критерії для створення ефективного інгібітору для захисту сталі від корозії в агресивних середовищах зі змінним значенням РН. У відповідності до поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі: провести цілеспрямований синтез нових похідних ТХІ, ФАТ, МБІ, що містять структурні складові, які відіграють важливу роль при адсорбції ГТЦ на поверхні сталі: фенільні та фенілзаміщені радикали; карбоксильні та аміногрупи; гетероциклічні кільця із системою спряжених ?-звязків; Виявлено механізм дії похідних ТХІ, ФАТ, МБІ на основі аналізу коефіцієнтів інгібування корозії, адсорбційних показників, структури поверхневих шарів сталі після експозиції зразків в робочих розчинах із різним значенням РН, електронних та термодинамічних характеристик інгібіторів. Визначено, що переважна роль в механізмі дії N-, O-, S-вмісних ГТЦ в кислих середовищах належить утворенню на поверхні сталі захисного шару металокомплексних сполук за рахунок координаційних звязків між атомами Феруму і гетероатомами молекул ГТЦ (як за ?-дативним, так і за донорно-акцепторним механізмом); в нейтральних - фізичній адсорбції інгібіторів: витіснення аніонів-активаторів із поверхні металу, що забезпечує утворення рівномірної захисної оксидної плівки; в лужному середовищі домінуючим фактором в захисній дії Ін виступає фізична адсорбція, яка залежить від полярності молекул Ін. Запропоновані основні критерії для створення інгібіторів комплексної дії в кислому, нейтральному та лужному середовищах: розчинність; наявність структурних складових, які відіграють важливу роль при адсорбції ГТЦ на поверхні сталі: атомів Нітрогену у складі амінних та імідних груп, піридинового та триазинового кілець; атомів Оксигену у складі карбоксильних груп, фенільних та фенілзаміщених радикалів; атомів Сульфуру; полярність молекули.У вступі оцінено стан проблеми захисту поверхні сталі від корозії в кислих, нейтральних та лужних середовищах. В першому розділі представлено аналіз наукової літератури і узагальнення відомостей щодо особливостей фізико-хімічних процесів, які відбуваються на поверхні сталі під час корозії в кислих, нейтральних та лужних середовищах, проведено критичний аналіз стану проблеми захисту заліза та його сплавів в різних агресивних середовищах.Основні випробування проводились на мало-та середньовуглецевих (Ст3, сталі 10, сталі 20, сталі 45) сталях, які широко застосовують у хімічному виробництві, енергетиці, газонафтовидобутку і переробці, водному транспорті та ін. За даними гравіволюмометричних досліджень визначали швидкість корозії Км = ?m/S ?; ?V = ?V0/S ? (де Км, KV-швидкості корозії в часі (?) зразків металу площею (S), визначені відповідно за втратою маси металу (?m) та за обємом водню, що виділивсь (?V0)), ступені захисту від корозії Zm = [(Km - K?m) / Km ]?100, % та ZH = [(KH - K?H) / KH]?100, % та коефіцієнти гальмування: ?m = Km/Km?; ?? = KV/Kv? (де штрих - з інгібітором). Визначали наступні внески часткових коефіцієнтів інгібування у результуючий коефіцієнт g за наближеною оцінкою: кінетичні (активаційні) g1 і g2 знайдені за струмами обміну (?1 = , ?2 = , де , ); g4, що характеризує енергетичний (двошаровий) ефект - за зміщенням адсорбційного потенціалу Dy1 (?4 = , К = 3…3,3; ); g3, повязаний із блокувальною (екрануючою) дією, розраховували при середніх ступенях заповнення поверхні (q) за формулою: g3 = g/( g1 g2 g4). В складі інгібуючих композицій (поряд з новими ГТЦ сполуками) досліджували: некондиційні фармпрепарати із ряду бензімідазолів - Дибазол (2-бензімідазолу гідрохлорид); із ряду хіназолінів - Фторурацил (2-оксо-5-фторхіназолін-4-он); із ряду феніламінів - Верапаміл; анодний інгібітор із неорганічних оксоаніонів - (NH4)2MOO4 (диамоній молібдат); добавку на основі відходів Чернігівського ВАТ „Хімволокно” першої дистиляції цеху регенерації e-капролактаму (продукт К). У четвертому розділі наведено результати досліджень впливу змін в будові Ін 1 - Ін 23 на їхні інгібуючі властивості в кислих, нейтральних та лужних агресивних середовищах.Виявлено, за результатами досліджень протикорозійної ефективності ГТЦ, спектрального аналізу та квантово-хімічних розрахунків електронних та термодинамічних параметрів молекул, що: в кислих середовищах ефективність інгібіторів зростає зі збільшенням заряду на гетероатомах молекул (атомах Нітрогену у складі конденсованих кілець із системою спряжених ?-звязків, амінних та імідних груп; атомах Оксигену у складі карбонільної та метоксигрупи та ін.) - утворюється захисний шар металокомплексних сполук на поверхні сталі за рахунок координаційних звязків з центрами поверхні металу; для нейтрального середовища (3 % NACL), де захисна дія досліджених Ін повязана з витісненням аніонів-активаторів з поверхні металу, велика кількість гетероатомів та розгалуженість радикалів п

2. Основний зміст роботи