CC BY
24
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 620.193
АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ФЕРРОЦЕНА.
ЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ И НЕФТЕПОЛ И МЕРНОЙ СМОЛЫ
Р. А. Апакашси. Н. Г. На.шеи. Г. J. Сулейчамов. И. Г. Сулейманови
Получены пленкообразующие изоляционные материалы на основе ферроиена. его функционально замешенных производных к нефтенолнмериои смолы Устамодоено. что отмеченные кс-мпозинин облдлают антикоррозионными свойствами |: могут езуюпъ доя зашиты стальных iraeniiii и мотьлличестаоЛ арматуры бетонных конструкций, чкеплуагнруемме в различных огрессшшых средах
Ключевые сюеа. коррозия. ингибиторы коррозии. ферроцен, пронзмолные ферроцена, кефтгполнмериа* смоле.
The film forming composite isolation materials were received on ibe Ьаы* of lermcenc, »к functionally replaced derivatives und oil-polymer resins It U established that. the produced composites possess anticorrosive characteristics and may serve for protection i.h mccI Structures, used in different aggressive medium
Key wvrck. corrosion, corrosion inhibitors femicene. fenocetic derivative». petroleum rtilns
В последние годы отмечаете* повышение требований к качеству и эксплуатационным характеристикам строительных материалов. В святи с ведущие строительные »омнп-киII и качестве антикоррозионной ¡шиты арматуры портланлнементных изделий использую) различные поверхностно-активные вещества (Г1АВ) и органические киглоты, обладающие защитным действием |1] Содержащие ПА13 от ибнторы коррозии применяют в оснонном для защиты арматуры о бегонии* основаниях морских эстпкал. а произволпме органических кислот - в качестве ингибиторов коррозии сварочных твои стальных груб [6].
Однако используемые на практике ингибиторы коррозии не всегда обладаю! высокой эффективностью и универсальностью Тик. например, препятствуя коррозионному разрушению .металла под действием кислой среды, они не защищают от других неблагоприятных внешних фахторов. Поэтому для повышения универсальности н зффективностм ингибиторов коррозии « их состав часто вводят нефте-полнмерную смолу (НПО |3).
С целью поиска эффективных » досгуп-пых ингибиторов хоррозни, отличающихся универсальностью действия, и качестве объекта исследования в настоящей работе были изучены системы на основе ферроцена |С4Н,). Рс (реагент I) и его функционально замещенных производных - карбннолыюго (реагент II). лимстндкарбннольнпго (реагент ИГ) и меги-ломшнюю (реагент IV) в смеси с НПС. 13 качестве НПС для приготовления антикорро-«ионных мзоляниониы» материалов была использована смола высокой вязкости, полученная из остатка жидкой фракции пиролиз-нон установки ЭП-300. Смола имела темно -корнчневый ннст. температуру размягчения 80-85 °С. плотность 1.1 г/см . полностью растворялась в бензине.
Жидкофагтыс системы, содержащие ферроцен и его производные (реагенты I IV). готовили растворением 0.01 моль каждою вещества в 3 % растворе \аС1 при 90 Ч~ Полученные композиции были исследованы на предмет антикоррозионной Эффективности
при защите стальной арматуры (сталь марки
** " -
Л-1-500), применяемой а строительстве Мане-ссиие защитной пленки осуществляли прем трехкратного смачивания стальных образцов антикоррозионным составом и последующим высушиванием на воздухе.
Защитные свойства композиций оде II ива-ш фавиметрпческим и нотснцномсгричсским методами Гравиметрические измерении про-воднлн в динамическом режиме Исслеаусмыс образны при -»»ом имели ннлнплрнчеокую форму (плонылк поверхности 10 см-1, крени-лис1. к ротору асинхронного ланппеля. (скорость вращения 1270 об мин.) и вводились в коррозиоино-зктивную срел> при комнатной температуре
Скоростькоррозии стальных образцов без нанесения покрытии определяли по потере массы согласно мсто.шке [2]. с покрытием диализом но количеству иерешелших в раа «юр ионом железа После окончании опыта для растворе ни к продуктов коррозии юаивлялн НС1 до рН : I. Полученные растворы иналшн-ровалн с помощью лгомно-абсорбиионного спектрофотометра (ЛАС ) фирмы Регкй» Е1п*ет марки А. ЛллПя НИ)
Для исследования защитных свойгп» были приготовлены следующие пленкообразующие композиционные составы (масс. *•>»)■
1 МПС 196.35 %> +1(1.85 %1 - Н,РО,11.6 %>.
2 НПС(95,0%)- (1(3,60%) г Н,РОД1.4%|. ? НПС еН5Г.,>- 1П(З.У2%)^Н,РО,(1^5%) 4. МПС(96.0%) • IV (220%) + КРОИЛО № Потерн массы образцов с защитными
пленками соответствующего состава в течение 10суток о 3 "о растворе N00, но мнныы ЛАС, составили ».2-0.7 % При ттом иеобгодимо 01мстигь. что нанесенные покрытии ил еташ-ных образцах не разрушались Результаты зкепернмеятов приведены и таблице.
Известно, что сталь, покрытая ржавчиной, корродирует с более высокой скорое и ю. чем бе! нее. Вола, проникая через имеющиеся 'лоры на ржавую поверхность, дегхи адсорбируется ги трокси 11ми ас леча и способствует
коррозии с высокой скоростью. Полому ржавчина. увеличиваясь в объеме, может разрушать нанесенное покрытие
Обычно перед формированием тшиитиого покрытия поверхность металл » обрабатывают преобразователями ржавчины, такими. как ортофосфорная, лимонная, щавелевая и лр кислоты Эти кислоты, ветуиан но взаимодействие с оксидами железа, образуй» соели-нення, выполняющие роль грунтовки |5|
С целью Определения фаловогс и химического сос!ааа ржавчины, Образовавшейся на поверхности исследуемы* образцов и лабораторных условиях, исходна» ржавчшш и смеси (покрытии ржавчина) подвергались решге-нофлзовому анализу Ржавчину на образцах арматуры получали, смачивая их раствором N001. Образующийся поверхностный слой ржавчины соскабдняа'Ш и полвер|а-ти исслс-ловвпию.
Отмечено, что исходная рж шчнна в основном состоит и»Р-. у-ГеООМ. Не 04, Ро.О, Мл рентгенограмме выделяется одна интенсивная линия рсС1, 611.0, обусловленная периодическим смачиванием стали в ЫаС). При смешивании ржавчины с зашитым состав«, м некою рыс линии нп рентгенограмме исчезают тбо пх интенсивность умсньшастси. Ланныи ►ффект. ио-вилнмому, обусловлен нцкобразо-ваиисм ржавчины в другие соелннення
Поляризационные характеристики арматурной стали Аг-500 исслеловалн с помощью импульсного погснииостлта марки Г1М-50-1 Поляризационные кривые снимали со!ласно методике {?) в термостатированной грехэлекз-родиой •лемрохимичсской ячейке в 3 % растворе \'аС1. Измерения проводили кик без ингибитора коррозии. так и в присутствии ингибитора
Катодные и анодные кривые снимали в квазнпотснтшосгатнческом режиме со скоростью развертки потенциала 12 м!< мин при температуре 25 РС Образцы с тали прямо угольной формы (плопшль поверхности I c^г' I лля члсктрохимичсскил исследовании ни ре ш-
С'короем. корршпи обра шин пали п 3 % рас•вире \аС1 при 25 °1
Ндепчип нгафЦГНЯ 11« 1«Г'Р« |11С К- П-ЯМКИ П.кша икгм 1 И леям Г ПдсПП СОС13»Л 4
( ьчр\к гь «рммит. < м- ч 2Л4 1.5> 1" 1.«Х »0 2.65 10'
in ич одного и того «с куска металла. Псрабо-чу к» поверхность обра шок изолировали канифоль-парафиновой смесью Испытуемые образцы стали предварительно в течение 10-15 мни котолно поляризовали при плотности тока (2-3)10"' Л/см и растворе HCl с келью сичгия с поверхности стали вотдушно-окис-ленион пленки, л ли см переносили в раствор хлорида натрия
На рисунке приведены поляризационные кривые арматурной стали в 3 % растворе N'aCI (Г. !Г) и я пом же растворе, насыщенном ферроценом (tu, Га), карбимольным ilia, 1Га), диметнлкарбниольным i(|l, 111'«) и метили-мшгшам (14 a. IV'ft) производными ферроиена.
Б. D W • с t ■
Полярншниопнмс кривые арматурной ствал в различных растворах.
Г./" 3 ЬрогяишрМ*(.7.
/ /«I 3 '"и ¡ысни.ир Л'.Д I, вЙСЫЩГНЦМи ф»ЧЧНП|Ш(МГ
/А II 'с 3 % расшир КиС/ носшщтшй
юрошт.1ЬНы.к п/нш.11-1м}ныч
¡11. 41 а 3 * • /мсти«(у На(.1 ШнпытнмЬ иетп /кагюшю гьны » ^{мшьИпУпым фчррнцс ич
/КП-'Ь раогнюр Лл< / 1ш>-шцомый
иапнчгиинныи /г/иштмтым •/«■/>/<>щги,1
Из рисунка видно, что электрохимическое поведение стали в > % растворе N801 соответствует повелении) углеродистых сталей в нейтральных средах (4|. г е, катодный участок поляризационной кривой состоит из участка восстановления кислороде и участка выделения водорода, а анодный из тафслевского участка активного растворения металла «кривые I. П. Введение ферроцена в раствор хлорида натрия смешает стационарный потении 1И стали в положительную сторону примерно на 50 мВ: при «ом увеличивается проз гжен-иос1ь катодного участка восстановлений кис-
лорода, а процесс выделении водорода смешается в сторон) болсеогрнцятсльных лотснииа-лов по сравнению исходной кривой (кривые I II") Анодная кривая существенных изменений не Претерпевает (кривые III. Ill'a), т е наклон тафелсвского участка анодного раст-ворения существен но Не изменяется Значн-ic.ibHoc влияние на католиое о анод и. ч- поведение ока ihiBuei добавление в раствор функционально замещении« upon i водных ферроцена Стационарный потенциал /:. при «том значительно смешается в положительную сторону;скорости и катодных, и анодных процессов существенно снижаются, -по убывает »i» >ффскгивиое ннгибнроваиис юэррознонных процессов. Последнее наиболее выражено в случае лнмеппкарбниолииого ирои «одного ферронена
Полученные в настоящей работе результаты экспериментов позволяют считать, что ферроисн и его функционально замешенные производные являются перспективными реагентами для зашиты углеродистых стилен oí коррозш! о агрессивных средах. При этом они могут выступать как и качестве ишиби-торов коррозии, гак и в качестве надежных защитных пленкообразующих покрытий в смеси с исфтеполимерной смолой
Ы1ЕЛИОГРЛФ1«ЕСКИЙ CI 11ЮС К
I. Бишнн Л. С Ингибиторы коррозш металлов М Наука. 1988. 320 с.
Г. Лупороморшлерапомы "<>хор/юш.» и ¡ищи-/не vtmav™ Н Д I оматдп, И И Жук, В Л. Ртов. М А. Веденеева М .Химия. |0<>| 239 с
1 4умсуий Ю В ikpvuu I Д. Кок>АсС< 7 В Чу.хина Г Н Нсфтеполимсрные смолы .'/ Тематический обзор. Серия: 11сфтехимня и слиииеперера-боткл Мл Изд-воВИИИТЭ, 1W3.C *М-1 Р>
4 Жук Л Р Хаиыv>e В К Heitnopibi И i ■ Докл. ЛИ СССР »077. Т 233, № 5. С. 862
5 Кукурс О. У питч I Vинтик И Продукты атмосферной корросшп железа и окраска н> ржавчине рща ЭнияТие, I4SU. 163 с
Ь. Зкше/иола С / Исслелованнс механшма лейстяйя замедлителей коррозии различных i варочных швои автореф. дне .. кайл., техн паук. М. VI171И им. В. И Ленина, 19X4. 24 с
7 Фргйщш Л И. Мамцкт в i Ьри^хииИ Г. Потснпиостагическнс метши я коррозийных исследованиях и тлектрохнмнчеехой ищите. М Химия. 1^72. 358 е.
