CC BY
22
Как следует из данных таблицы, разработанные композиции по физико-механическим, диэлектрическим и другим свойствам превосходят соответ-ствующие показатели немодифицированной композиции ЭД-20 и, в отличие от последней, обладают самозатухаемостью. Они могут найти применение в ка-честве заливочных композиций для эффективной герметизации электрических узлов в электротехнической промышленности.
Список литературы:
1. Bobbinqton A., Brinblecombe R. W. // Adv. Druq. Res. 1965. Vol. 2. p. 143.
2. Böhm R. Wiss. Z. Univ. 1980. Bd. 29. № 2. s. 97.
3. Eliel E. L., Rao V. S., Pietrusiewicz K. M. // OMR. 1979. Vol. 12. № 8. p. 461.
4. Pat. 2113454 США // С. А., 1972, Vol. 77. p. 164665.
5. R.Alan Aiken, Stephen S. // Proqress in Heterocyclic Chemistru. 2003, Vol. 15. p. 249.
6. Richard S. P., Label J. //Kompaunds. 1974. Vol.10. № 3. p. 381.
7. А.С.702020 СССР. Б.И., 1979. №45.
8. Бабаев М. Г. Автореф. конд. дис. Баку. 1987. 24 с.
9. Бабаев М.Г., Халилов Х.Д., Керимов А.Х. // Пласт. массы. 2005. № 11. С.15.
10. Карабаков К. И., Иванов А. В. ИХГС. 2001. № 5. с. 579.
11. Керимов А. Х. // ЖОрХ. 2001. Т. 37. Вып. 1. С. 144.
12. Керимов А. Х., Мамедова Х. А., Оруджева А. Т. Исследования «Института полимерных материалов» НАН Азербайджана (сборник научных трудов). Баку. 2014. с. 189.
13. Керимов А.Х. //ЖОХ.2004. Т.74. Вып.2. С. 287.
14. Керимов А.Х., Оруджева А.Т. //Пласт. массы. 2013. № 3. С. 17.
15. Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1975. С. 671.
16. Олышанова К. М., Потапова М. А., Морозова Н. М. Практикум по хроматографическому анализу. М.: ВШ. 1970. с. 64.
17. Онищенко А.С. Диеновый синтез. М.: Химия. 1963. с. 281.
18. Пат. 3661929 США. // С. А., 1972 Vol. 77. р. 48436.
19. Пат. 587839. Великобр. Питер К., Эрлис Р. // Б. И. 1978. № 1.
20. Потапов В. М. Стереохимия. М.: Химия. 1976. с. 335.
21. Сайкс П. Механизмы реакции в органической химии. М.: Химия. 1991. с. 228.
22. Хабибулин И. Р., Терегулова Г.Т., Рольник Л. З. // ЖОрХ. 1991. Т. 27. Вып. 5. С. 1078.
23. Шевчук А. С., Подгорнова В. А., Тикайкина Е. Г. //ЖПХ. 1999. Т.72. Вып. 5.С.815.
24. Шрот В. // ХГС. 1985. № 11. С. 1443.
АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ВОДОРАСТВОРИМЫХ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ
ИНГИБИТОРОВ
Атакулова Наргиза Абдуганиевна
Магистрант кафедры физической и коллоидной химии, НУУз. г. Ташкент.
Холиков Абдували Жонизокович Канд. хим. наук, ст. преподаватель кафедры физической и коллоидной химии, НУУз. г. Ташкент.
Акбаров Хамдам Икромович
Док. хим. наук, профессор кафедры физической и коллоидной химии, НУУз. г. Ташкент.
Финансовые потери от коррозии металлов в результате их самопроизвольного разрушения за счет химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой исчисляются миллиардами сум ежегодно.
В настоящее время в Республику импортируются ингибиторы из ФРГ и России и потребность в них огромна, особенно в химической, электрохимической, нефте -химической, газовой промышленностях; в сетях водоснабжения и циркулирующих водах.
Одним из эффективных способов защиты металлов и их сплавов от влияния окружающей среды является применение ингибиторов - веществ, замедляющих коррозию металлов в различных природных или технологических условиях при их небольшой концентрации.
В результате исследования закономерностей формирования наноразмерных защитных покрытий фосфоно-вых кислот на низкоуглеродистой стали в водном растворе хлорида натрия и боратном буфере было обнаружено, что характер процессов (активация или пассивация) зависит как от концентрации фосфоновых кислот, так и структуры органического радикала в их молекулах. Во многом это связано с комплексообразующими свойствами, а также гидрофильностью молекул, его дает возможность целенаправленно регулировать защитные свойства фосфоновых кислот диверсификацией органиче-
ских фрагментов [1]. Азагетероциклический фрагмент играет существенную роль в процессах образования тонких пленок органических веществ на поверхности металлов [2-3].
Важнейшим и широко практикуемым методом защиты от коррозии является введение в агрессивную среду специально подобранных соединений -ингибиторов коррозии.
Органические ингибиторы коррозии адсорбируются только на поверхности металла, и образующиеся продукты коррозии не адсорбируются. Органическими ингибиторами коррозии чаще всего бывают алифатические и ароматические соединения, имеющие в своем составе атомы азота, серы и кислорода [4].
В качестве исследуемой коррозионной среды использовали 5% соляную кислоту, широко применяемую в металлургических процессах. Защитное действие ингибиторов определяли весовым и объемным методами. Образцы низкоуглеродистой листовой стали 20 в виде пластин (30^20x1 мм) предварительно зачищали на шлифовальной машине резиновыми кругами, обезжиривали ацетоном и оставляли на сутки в эксикаторе.
Испытывали в статических условиях при 25-90 0С. Время экспозиции образцов в кислоте 8 ч при различных температурах. Концентрацию ингибиторов выбирали в пределах 10-70 мг/л.
Объектами исследования явились гексаметилами-нотиокарбамид (ГМАТК), гексаметиламинодитиокарба-мид (ГМАДТК) и их смеси с полифосфатом (ПФ) в различных молярных соотношениях. Исследования коррозионного поведения стали (Ст.20) проводили на образцах в форме пластин гравиметрическим методом.
Состав рабочего электрода Ст.20: С-0,17-0,24 %, Si-0,17-0,37%, Mn-0,35-0,65 %; содержание Си и Ni допускается не более 0,25%, As- не более 0,08%, S-не более 0,4%, Р-0,035%.
Результаты гравиметрических коррозионных испытаний приведены в табл., из которой следует, что соединения эффективны при ингибировании коррозии стали при 25 0С и, особенно, при 90 0С. Выявлено, что при одинаковой структуре молекул удлинение радикала (СН2) почти не отражается на эффективности ингибиторов. Очевидно, такие гетероатомы, как первичные и вторичные аминные и тиокарбамидные группы способствуют образованию на металле высокоэффективной адсорбционной пленки, значительно снижающей коррозию металла, причем такой эффект достигается при концентрации ингибитора 30 мг/л.
С повышением его содержания до 70 мг/л степень защиты усиливается незначительно, что дает основание считать концентрацию 30 мг/л оптимальной для прекращения коррозии при 50 и 90 0С. Очевидно, молекулы ингибиторов, химически взаимодействуя (особенно при высоких температурах) с поверхностными атомами металла,
Таблица
Влияние продолжительности коррозионных испытаний на эффективность защиты углеродистой стали в различных
образуют стойкие хемо сорбционные защитные слои. Из-за высокой степени защиты выявить роль отдельных фрагментов и гетероатомов в общем ингибиторном эффекте довольно сложно. После введения в молекулу ингибитора нитрильных групп сохраняется высокий антикоррозионный эффект, особенно при 50 и 90 0С. Защитное действие различных ингибиторов в кислых растворах (Ф-1, рН=3,27) состава, г/л: H2SO4-73,5, №2^3-53 и обессоленной воде ТЭЦ ОАО «Алмалыкский ГМК» (Ф-2, рН=4,85) при различных температурах [зависимость Ъ=ДГ)] проходит через максимум. В фоновых растворах (Ф-1) повышение температуры приводит к уменьшению Ъ кроме ГМАТК+ПФ, ГМАДТК+ПФ, где кривая проходит через максимум.
Зависимости защитного эффекта от температуры рабочего фонового раствора (Ф-2) и типа ингибитора. При добавлении ГМАТК+ПФ и ГМАДТК+ПФ с увеличением температуры до 250С кривые проходят через неглубокий минимум, при повышении температуры от 50 до 900 С они проходит через неглубокий максимум.
Защитное действие двухкомпонентных ингибиторов ГМАТК+ПФ уменьшается с ростом концентрации от 10 до 70 мг/л, проходя через размытый максимум при температуре 75-900С. В фоновых растворах (Ф-2) защитное действие ингибиторов уменьшается с ростом их концентрации от 30 до 50 мг/л, проходя также через размытый максимум.
№ Ингибитор Концентрация ингибитора, мг/л Т, С Скорость коррозии, г/(м2^ч) Степень защиты, %
25 3,12 61,25
30 50 2,71 86,30
75 3,50 95,40
90 3,61 96,70
ГМАТК+ПФ 25 3,91 51,40
1 50 50 7,05 86,13
75 1,48 95,31
90 2,17 98,23
25 1,85 78,62
30 50 2,60 91,94
75 4,52 96,15
90 3,21 98,57
ГМАДТК+ПФ 25 0,70 90,08
2 50 50 1,00 95,31
75 1,25 98,23
90 1,78 98,36
Механизм парциальных электродных реакций на поверхности стали, покрытой двухкомпонентными ингибиторами, одинаков, поскольку зависит только от природы металла и среды погружения. Если рассматривать защитное действие аминов как результат их адсорбции на поверхность Ст.20 за счет донорно-акцепторного взаимодействия, тогда зависимость Ъ от природы ингибиторов обусловлена неодинаковым сродством RNH2 к стали, рост сродства аминов к металлу, должен увеличивать их защитное действие и снижать влияние природы растворителя.
Донорно-акцепторные взаимодействия аминов с металлом возможны за счет не поделенной электронной пары атома азота, несущего, дробный отрицательный за-
а а
ряд в — N = аминогруппе. При равном — N = различия Z
могут быть вызваны неодинаковой степенью заполнения поверхности стали молекулами RNH2, что с позиций локальных взаимодействий связано с особенностями микрорельефа поверхности адсорбента и константой распределения адсорбата между контактирующими фазами.
Механизм противокоррозионной защиты ингибиторов заключается в том, что фосфорсодержащие соли при протекании процесса коррозии в фоновых средах в случае присутствия ионов Fe3+ образуют комплексные соединения и малорастворимые соединения.
Таким образом, на основе проведенных гравиметрических исследований можно заключить, что наиболее эффективными в изученных средах являются азот и фосфор - содержащие ингибиторы на основе различных ами-
носодержащих соединений и полифосфаты. Азот и фосфорсодержащих ингибиторов в среду которые показался высокую эффективность во всех исследованных условиях.
Литература
1. Левина А.М. Синтез и антикоррозионные свойства некоторых аминометиленфосфоновых кислот // Новые химические технологии: производство и применение: Междунар. науч. -тех. конф: Пенза, 2009. -С. 35-37.
2. N.Labjar. Corrosion inhibition of aminotris-(methylenephosphonic) acid // Materials Chemistry and Physics. 2010. -Vol.119, № 1. -Р. 330-336.
3. R. Hofer, M.Textor, N.D.Spencer. Alkyl phosphate monolayers, self-assembled from aqueous solution onto metal oxide surfaces // Langmuir. -2001. Vol. 17, №13. -Р. 4014-4020.
4. Решетников С.М. Ингибиторы кислотной коррозии металлов / -Л. Химия, 1986. -144 с.
КОЭФФИЦИЕНТ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЫ
Кочурова Наталья Николаевна
Профессор, д.х.н., Институт Химии, СПбГУ, г. Санкт-Петербург
Коротких Ольга Петровна К. х.н., м.н.с., Институт Химии, СПбГУ, г.Санкт-Петербург
Айрапетова Елена Робертовна
аспирант, Институт Химии, СПбГУ, г.Санкт-Петербург
Свойства межфазной поверхности оказывают существенное влияние на протекание целого ряда природных процессов, а так же на кинетику испарения - конденсации, которая определяет работу машин и аппаратов, выпарных установок, дистилляторов и т.д. При проектировании промышленных аппаратов, в расчетах процессов тепло- и массообмена необходимо учитывать молекулярные явления на границе раздела фаз.
Потоки массы и энергии, характеризующие неравновесное состояние системы, в которой наблюдается фазовое превращение, определяются законами неравновесной термодинамики, кинетической теорией газов. Наиболее полное и общее описание процесса конденсации (испарения), по-видимому, возможно получить из общих уравнений неравновесной статистической термодинамики. Для изотропной системы получены уравнения переноса и показано [1], что в этом случае методом неравновесного статистического оператора принципиально возможно получить выражение для кинетических коэффициентов через корреляционные функции. Строгих уравнений переноса в гетерогенных системах в литературе не имеется. Поэтому в работе приводятся результаты, полученные главным образом на основе кинетической теории и показывается, что кинетика испарения и конденсации существенным образом определяется поверхностными явлениями.
Если на границе раздела фаз пар и конденсат имеют одинаковую температуру, то жидкость и пар находятся в термодинамическом равновесии. Видимая конденсация (или испарение) происходит при скачке температур на границе раздела фаз, который соответствует некоторому граничному термическому сопротивлению Rгр, и например, в случае конденсации:
R гр =
t -1
пар пов
irm
(1)
половине XX столетия работы Шраге [2], и далее Куче-рова, Рикенглаза, Лабунцова внесли существенные исправления в кинетическую теорию испарения - конденсации. Вместо обычно использовавшейся максвелловской функции распределения для покоящегося газа была взята форма максвелловского распределения для движущегося газа (с выделенным направлением), т.е. было учтено то обстоятельство, что у поверхности пар не является макроскопически неподвижным. Были рассмотрены различные случаи отражения молекул от поверхности.
Для случая распределения газа с выделенным направлением была получена формула:
f Ар
i =
(2rnnkT)12
(2)
где ^ар- температура пара, ^ов - температура поверхности жидкости, г -теплота испарения, т -масса молекулы, i -поток конденсирующихся молекул, т. е. количество молекул, конденсирующихся на единице поверхности в единицу времени.
Теоретический и экспериментальный фундамент изучения скорости конденсации - испарения заложили Клаузиус, Герц, Кнудсен, Ленгмюр. Далее уже во второй
где i - число конденсирующихся или испаряющихся молекул на единицу поверхности в единицу времени, f - коэффициент конденсации, Т - температура пара, т - масса молекулы, к - постоянная Больцмана, Др = Р1 - р2 - разность давлений, соответствующих температурам пара и поверхности конденсации, ю - некоторый коэффициент, равный 0.4 ^ 0.5.
Роль поверхности разрыва в кинетике фазового перехода отражает коэффициент конденсации (испарения), который был введен Кнудсеном [3]. Он показывает, что из всех молекул пара ударяющихся о поверхность конденсата, только часть f конденсируется, а остальная часть (11") отражается обратно в пар. Коэффициент конденсации существенно зависит от состояния поверхности конденсации, её структуры [3], диссоциации молекул на поверхности [4], облучения поверхности и её загрязнения [4 - 6].
Величина коэффициента конденсации в значительной степени определяется энергетическим барьером е, и равным разности свободных энергий системы в состояниях с е = 0 и е Ф 0 [7]. В результате получаем следующую формулу для расчета коэффициента конденсации [7]:
f
70-7 — e ~ kT
S
1
1 + œ
e
70-7 kT ''
- 1
