Получение и исследование противокоррозионных свойств ингибитора путем взаимодействия оксиэтилендифосфоновой кислоты и полиэтиленполиамина Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 620.197.3

А. А. Каюмов, А. О. Юсупов ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТИВОКОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ ИНГИБИТОРА ПУТЕМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОКСИЭТИЛЕНДИФОСФОНОВОЙ КИСЛОТЫ

И ПОЛИЭТИЛЕНПОЛИАМИНА

Ключевые слова: ингибитор, оксиэтилендифосфоновая кислота, полиэтиленполиамин.

Исследованыпротивокоррозионные свойства фосфонатно-аминного комплексона, различными электрохимическими методами. Показана необходимость поиска оптимального содержания исследуемого продуктадля эффективного торможения процесса коррозии.

Keywords: inhibitor, oxyetilendiphosphonic acid, polyethylenepolyamine.

Anticorrosive properties of phosphonate-amine chelatorare investigated by the various electrochemical methods. The necessity of the optimal investigational product concentration finding for the effective corrosion process inhibition is shown.

Технологический прогресс неразрывно связан со всё возрастающим воздействием техногенных веществ на окружающую среду, следствием чего является усиление коррозионной активности атмосферы, водной среды и почвы. Это вызывает настоятельную необходимость совершенствования мер, направленных на защиту металлов, в частности стали, являющейся основным конструкционным материалом, от коррозии. Одним из наиболее надёжных и относительно дешёвых методов решения этой задачи является нанесение лакокрасочных покрытий.

При окрашивании стальных изделий, как правило, наносится многослойное покрытие, причём основную противокоррозионную функцию выполняет грунтовочный слой, защитное действие которого, в основном, определяется природой и содержанием пигментов[1]. В этой связи большое внимание исследователей обращено на усиление защитных характеристик грунтовок посредством наполнения так называемыми активными противокоррозионными пигментами

ингибирующего типа, которые позволяют поддерживать скорость коррозионных процессов окрашенной стали на приемлемо низком уровне даже при нарушении сплошности лакокрасочной плёнки.

До настоящего времени наиболее эффективными пигментами подобного типа являются вещества, содержащие хром и свинец, придающие им высокую токсичность. Активно ведущийся в течение последних десятилетий поиск менее токсичной, полноценной в аспекте ингибирующей способности замены хром- и свинецсодержащих пигментов не увенчались успехом, так как в предлагаемых альтернативных вариантах уменьшение вредности не сочетается с эквивалентной противокоррозионной

эффективностью.

Одним из альтернативных путей повышения противокоррозионной эффективности покрытий является использование ингибиторов коррозии.

Поэтому для объективного и точного определения противокоррозионных свойств покрытий и

ингибиторов необходимо использование, как стандартизированных, так и научных методов исследования [2].

Для исследования противокоррозионных свойств исследовали продукт(ФПА)нейтрализации оксиэтилендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) путем добавления в ее водный растворполиэтиленполиами-на(ПЭПА), с рН водного раствора равный 8, причем во всем диапазоне рН продукт нейтрализации остается растворимым в воде, гдеполученная в результате этого экспериментальная кривая имеет традиционный вид. В качестве меры ингибирующей способности использовали степень снижения плотности тока коррозии стали 08 кп в водном 3%-ом растворе хлорида натрия. Концентрация ФПА составляла 0,01, 0,05, и 0,1 %. Плотность тока коррозии определяли методом малой линейной поляризации (МЛП) с помощью измерительно-вычислительного комплекса на базе по-тенциостата 1РС-Рго.

На рисунке 1 представлены характерные потенциодинамические кривые, полученные после установления постоянного значения коррозионного потенциала стали (через 0,5 ч контакта коррозион-но-активной среды с поверхностью металла). Полученные результаты свидетельствуют о том, что ФПА обладает ингибирующим действием, что выражается в уменьшении крутизны кривых относительно оси абсцисс (что соответствует увеличению поляризационного сопротивления). Это подтверждается результатами визуального наблюдения за поверхностью стали в процессе ее контакта с корро-зионно-активной средой с разным содержанием ФПА. Как видно из фотографий, приведенных на рис. 2-4 в течение 48 ч на поверхности стали не появляются продукты коррозии.

Следует отметить, что в результате проведенных расчетов тока коррозии стали была установлена немонотонная зависимость этого параметра от концентрации ФПА. Анализ данных, приведенных в табл.1 позволяет сделать вывод о том, что в случае добавки 0,05 % ингибитора наблюдается уменьшение значения этого параметра, которое сменяется увеличением при содержании ФПА 0,1%. Очевидно, что необходим поиск оптимального содержания

ФПА, отвечающий максимально эффективному торможению процесса коррозии.

20 30

E, мВ

1 - 1% водный раствор ФПА; 2 - 0,05% водный раствор ФПА; 3 - 3% водный раствор МаС1 Рис. 1 - Потенциодинамические кривые стали в 3% водном растворе КаС! с добавлением ФПА

24 часа 48 часов

Рис. 3 - Кинетика фотофиксации 0,1% содержания ФПА с 3% водным раствором КаС!

у

L . Л

0 часов

20 мин

0 часов

20 мин

24 часов

48 часов

Рис. 2 - Кинетика фотофиксации 0,05% содержания ФПА с 3% водным раствором NaCl

r л

S À

0 часов

20 мин

24 часов 48 часов

Рис. 4 - Кинетика фотофиксации 1% содержания ФПА с 3% водным раствором КаС!

Таблица 1 - Кинетика плотности тока коррозии от содержания ФПА в 3% водном растворе КаС!

Содержание ин- Время, час

гибитора, % 0 24 48

0,05 7,01 9,12 8,25

0,1 7,42 11,53 9,95

1 9,98 16,98 14,09

В результате былполучен устойчивый водный раствор соли ОЭДФ и ПЭПА, где полученный продукт обладает способностью тормозить процесс коррозии стали в присутствии хлорид ионов с немонотонной зависимостью этого параметра от концентрации ФПА.

Литература

1. В.Е. Катнов, С.Н. Степин, А.В. Вахин, Вестник Казанского технологического университета.14, 63-66 (2011);

2.А.В. Сороков, С.Н. Степин, А.А. Каюмов, С.А. Ситнов, О.П. Кузнецова, Вестник Казанского технологического университета. 15, 24, 68-75 (2012);

© А. А. Каюмов - ассистент каф. химической технологии лаков, красок и лакокрасочных покрытий КНИТУ, kayumov_a_a@mail.ru; А. О. Юсупов - магистрант той же кафедры, yusupov.alisher@gmail.com.

© А. A. Kayumov - Assistant of «Chemical Technology of paints, lacquers and coatings» Department, KNRTU, kayumov_a_a@mail.ru; A.O. Yusupov - undergraduate of «Chemical Technology of paints, lacquers and coatings» Department, KNRTU, yusupov.alisher@gmail.com.