CC BY
15
УДК 620/197/3
Огородникова В.А., Кузнецов Ю.И. Чиркунов А.А.
ВЛИЯНИЕ КАРБОКСИЛАТОВ НА АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ МГ90 В СЛАБОЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРАХ
Огородникова Виктория Александровна, аспирант 3-го года обучения в лаборатории физико-химических основ ингибирования коррозии металлов
Кузнецов Юрий Игоревич, д.х.н., профессор Заведующий лабораторией физико-химических основ ингибирования коррозии металлов
Чиркунов Александр Александрович, к.х.н ведущий научный сотрудник в лаборатории физико-химических основ ингибирования коррозии металлов
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)
Перспективным способом повышения коррозионной стойкости магния и его сплавов является использование органических ингибиторов коррозии. В настоящей работе исследовано влияние карбоксилатов и их смесей на анодное поведение технического магния в боратном растворе (рН 9,2) содержащем хлорид натрия. Показано, что олеат натрия и композиция ИФХАН 25Ф обладают эффективным ингибирующим действием на магнии в слабощелочном боратном растворе.
Ключевые слова: коррозия, ингибиторы коррозии магния, карбоксилаты
INFLUENCE OF CARBOXYLATES ON ANODE BEHAVIOR OF MG90 IN SLIGHTLY-ALKALINE SOLUTIONS
Ogorodnikova V.A., Kuznetsov Yu.I., Chirkunov A.A.
A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences
A promising way to increase the corrosion resistance of magnesium and its alloys is the use of organic corrosion inhibitors. In the present study, the effect of carboxylates and their mixtures on the anodic behavior of technical magnesium in a borate solution (pH 9.2) containing sodium chloride was studied. It has been shown that sodium oleate and the IFHAN 25F composition have an effective inhibitory effect on magnesium in a slightly alkaline borate solution
Key words: corrosion, magnesium corrosion inhibitors, carboxylates
Сокращение выбросов CO2 и снижение энергопотребления неизменно остаются важными экологическими проблемами. Использование более легких материалов с целью сокращения массы изделий в автомобильной и авиационной промышленности является средством преодоления этих проблем. Среди конструкционных материалов наиболее подходящими являются сплавы магния благодаря сочетанию лёгкости и прочности [1]. Однако, ввиду низкой коррозионной стойкости применение их в промышленности затруднено. Одним из способов защиты магния от коррозии может быть использование органических ингибиторов коррозии, в том числе в сочетании с другими методами защиты (защитными покрытиями). Подбор наиболее эффективных соединений и их композиций является актуальной задачей.
В работе [2] исследованы защитные свойства олеата натрия (ОлН), лаурата натри (ЛН) и олеилсаркозината натрия (ОсН) на техническом магнии в нейтральных водных средах. Показано, что в нейтральном боратном растворе ОлН обладает наилучшими пассивирующими свойствами, менее эффективен ОсН, что подтверждается испытаниями в камере тепла и влаги. Ранее нами в работе [3] исследовано защитное последействие
предварительно сформированных слоев некоторых высших карбоксилатов (ОлН, ОсН и стеариновой кислоты) в слабощелочном растворе (рН 9,2), содержащем NaCl. Показано что и в слабощелочной среде ОлН является наиболее эффективным.
Авторы [4] показали, что флюфенаминат (ФФН) защищает железо от локальной депассивации лучше, чем другие замещенные фенилантранилата (мефенаминат и дифторант натрия). При изучении закономерностей формирования адсорбционных нанослоев солями замещенных ФАН и их композиций на поверхности железа и низкоуглеродистых сталей в нейтральных средах разработана композиция ИФХАН-25Ф [5].
Потенциодинамические поляризационные
измерения проводили на электродах из Мг90 (Mg -99.9%, Бе - до 0.04%, Mn - до 0.03%, Al - до 0.02%, N1 - до 0.001%, ^ - до 0.004%, Si - до 0.009%, а -до 0.005%) в боратном буферном растворе с рН 9,2 содержащем 1 ммоль/л NaCl без ингибитора и с добавкой ингибитора (С = 8 ммоль/л). В качестве ингибиторов исследованы натриевые соли карбоновых кислот: ОлН, ОсН,, лаурат натрия (ЛН), ФФН, смесевые ингибиторы (ИФХАН-25Ф и ОсН + ФФН). Образец погружали в исследуемый раствор и выдерживали 15 мин до установления потенциала
свободной коррозии (Екор), затем сканировали потенциал со скоростью развертки 0,2 мВ/с.
Как видно из рисунка 1 добавки ОсН и ЛН практически не обладают ингибирующим действием и лишь незначительно смещают потенциал свободной коррозии в анодную сторону относительно фона, (ДЕкор = 10 и 52 мВ соответственно). Введение в боратный раствор 8 мМ ФФН также не оказывает влияния на кинетику анодного процесса. Среди индивидуальных соединений в слабощелочном растворе наилучшим пассиватором является ОлН, введение 8 мМ
которого не только приводит к смещению Екор на 158 мВ но и обеспечивает пассивацию Мг90.
Потенциал свободной коррозии магния при введении ИФХАН-25Ф более положителен чем в случае ОлН и составляет -1,38 В, при этом смесевой ингибитор обеспечивает более протяженный участок пассивной области: 2,40 В. ИФХАН-25Ф является самым эффективным из исследованных ингибиторов коррозии технического магния. Совместное применение эквимолярной смеси ОсН и ФФН, хотя и делает защитное действие смеси выше, чем её компонентов, но не подавляет активное анодное растворение магния.
L мкА/см2 10»
so
m
40
20
-0.65
-гв-
-U,I5
-20
0,35
0,85
1,35
Рисунок 1
Рисунок 1 - Анодные поляризационные кривые технического магния в боратном буферном растворе, содержащем 1 ммоль/л №С1 и добавки 8 ммоль/л различных ингибиторов
1 - фон; 2 - ОлН; 3 - ЛН, 4 -ОсН, 5 - ФФН, 6 - ИФХАН 25Ф; 7 - 4 мМ ОсН + 4 мМ ФФН
Таким образом, электрохимические
поляризационные исследования показали, что наиболее эффективным ингибирующим действием среди индивидуальных соединений обладает олеат натрия, однако смесевая композиция ИФХАН 25Ф обладает большим противопиттинговым базисом чем ОлН, демонстрируя синергизм между двумя компонентами, один из которых не является сильным ингибитором.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 16-03-00199 «Модифицирование поверхности Al, Mg и их сплавов нанослоями органических ингибиторов коррозии»)
Список литературы 1.. Esmaily M. Fundamentals and Advances in Magnésium Alloy Corrosion/. Esmaily M, Svensson J.E., Fajardo S., Birbilis N., Frankel G.S, Virtanen S., Arrabal R., Thomas S., Johansson L.G. // Progress in Materials Science. 2017. V.89. 92-193
2.. Семилетов А.М. ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ МАГНИЯ СОЛЯМИ ВЫСШИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ Семилетов А.М., Кузнецов Ю.И., Чиркунов А.А. // Коррозия: материалы, защита. 2016. №7. С. 35-41
3. Огородникова В.А. АДСОРБЦИЯ ОЛЕАТА НАТРИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ НА ОКИСЛЕННОМ МАГНИИ Огородникова В.А., Кузнецов Ю.И., Андреева Н.П., Чиркунов А.А. // // Коррозия: материалы, защита. 2018. №5 С. 27-31.
4. Бобер Я.Г. АДСОРБЦИЯ НА ЖЕЛЕЗЕ И ПАССИВИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ АНИОНОВ ЗАМЕЩЕННЫХ ФЕНИЛАНТРАНИЛОВЫХ КИСЛОТ Бобер Я.Г., Кузнецов Ю.И. Андреева Н.П. // Защита металлов. 2008. т. 44, №1 с. 92-98.
5. Бобер Я.Г. ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ ЖЕЛЕЗА В НЕЙТРАЛЬНЫХ СРЕДАХ СОЛЯМИ ЗАМЕЩЕННЫХ ФЕНИЛАНТРАНИЛОВЫХ КИСЛОТ: Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук - М., 2009. - 153 с.
