Аминокарбоксилатные ингибиторы коррозии углеродистой стали в водопроводной воде

Аминокарбоксилаты широко применяются в различных отраслях промышленности. Многие из них обладают повышенной стабильностью при хранении, необходимыми технологическими свойствами и входят в состав косметических и моющих средств. Аминокарбоксилаты демонстрируют хорошую биоразлагаемость и, таким образом, не являются опасными для окружающей среды. В условиях стремительно растущей тенденции к расширению сфер применения «зелёных» технологий, последний факт наиболее способствует интенсивному поиску новых путей использования таких систем.

Аминокарбоксилаты являются чрезвычайно важной группой комплексообразователей. С иммобилизованными ионами металлов (т.н. металл-хелатные сорбенты) они широко используются в протеомике, и в последнее время также нашли своё применение для пробоподготовки при исследованиях наркотических веществ и антибиотиков [1]. Аминокарбоксилатные комплексы металлов близки по силе устойчивости к фосфонатам, что позволяет применять их в качестве диспергаторов металлсодержащих пигментов и наполнителей в водно-дисперсионных системах с целью повышения их устойчивости [2].
Хорошо известно, что в присутствии некоторых солей слабых карбоновых кислот в нейтральных водных растворах коррозия железа и углеродистых сталей может подавляться, т. е. происходит ингибирование [3,4]. Аминокарбоксилатные системы очень удобны для использования с целью антикоррозионной защиты материалов, так как образуются in situ в результате реакции амина и карбоновой кислоты, что позволяет вводить отдельные компоненты (амины и кислоты) в состав лакокрасочных и смазочных материалов без предварительного синтеза и очистки антикоррозионных композиций [5]. Аналогичным образом такие составы можно использовать при производстве упаковочного материала для транспортировки металлических изделий [6].
Органические вещества, содержащие карбоксильные группы (-СООН), являются донорами протонов и считаются кислотами Брёнстеда - Лоури. За последние десятилетия широко изучалось влияние электронодонорных и электроноакцепторных заместителей в структуре кислот на их эффективность в защите металлов от коррозии. Так же изучалась антикоррозионная эффективность поликарбоксилатов в зависимости от длины углеродной цепи и присутствия в структуре различных функциональных групп [7].
Аминокарбоксилаты так же широко применяются в качестве летучих (газофазных) ингибиторов коррозии. Механизм предотвращения коррозии металлов составами на основе аминокарбоксилатов, заключается в их действии в газовой, жидкой и на границе раздела фаз. Это позволяет подобным системам предотвращать развитие коррозии в труднодоступных местах, в которые другие ингибиторы коррозии не проникают. Добавки летучих ингибиторов на основе аминокарбоксилатов экологически безопасны и не оказывают негативного влияния на воду, поэтому они находят применение для защиты материалов в пресной и соленой воде. Главное отличие таких ингибиторов заключается в наличии в их составе компонентов с относительно высоким давлением паров, что позволяет предотвратить коррозию без непосредственного нанесения антикоррозионного состава на поверхность металла [8-10]. Теоретические и практические аспекты применения летучих ингибиторов для антикоррозионной защиты подробно рассмотрены в обзоре Вальдеса (Valdez) [11].
Аминокарбоксилаты так же являются основными компонентами т.н. мигрирующих ингибиторов, разработанных для защиты внутренней стальной арматуры в бетонных конструкциях. Мигрирующие ингибиторы коррозии способны проникать в бетон, чтобы защитить сталь арматуры от воздействия агрессивной среды, содержащей хлориды. Ингибитор мигрирует через капиллярную структуру бетона достигая поверхности арматуры примерно за 120 дней, формируя на её поверхности защитный слой [12,13].
Такие системы могут применяться не только для антикоррозионной защиты железа и его сплавов, но и для предотвращения коррозионного разрушения других металлов и сплавов на их основе [14]. Алкилкарбоксилаты с длинной цепью, такие как стеарат, пальмитат и миристат, исследовали Диноди и Шетти (Dinodi, Shetty) на предмет их эффективности в ингибировании коррозии магниевого сплава ZE41 в водно-солевой среде. Было высказано предположение, что ингибирование является следствием образования компактной модифицированной поверхностной пленки за счет осаждения адсорбированных алкилкарбоксилатов магния [15].
Лиу (Liu) с сотрудниками исследовали эффективность и механизм действия аминокарбоксилатного ингибитора коррозии на основе бензойной кислоты и диметилэтаноламина на стальной поверхности. Такая аминокарбоксилатная композиция повышает пороговый уровень устойчивости стали к хлоридам даже при 120-дневной экспозиции. Механизм ингибирования при этом заключается в быстром адсорбционном и буферном действии в начальный момент времени с последующим формированием защитного слоя на поверхности стали после длительного пребывания в хлоридсодержащей среде [16].
Бурловым (Burlov) с сотрудниками изучены некоторые молекулярные аспекты защитного действия углеводородо-растворимых солей аминов с карбоновыми кислотами в водно-органических средах. Проанализированы гипотетические схемы адсорбции и вероятная ингибиторная эффективность продуктов с учетом данных об электронных зарядах и гидрофобности молекул [17].
Као (Сао) с сотрудниками исследовали ингибирующую способность карбоксилат-функционализированных ионных жидкостей на углеродистой стали в 0,5 М растворе HCl. Результаты показали, что такие ионные жидкости могут действовать как эффективные ингибиторы путем адсорбции на стальной поверхности [18].
В обзоре Кузнецова (Kuznetsov) представлен подробный анализ работ, посвященных пассивации различных металлов и влиянию на них органических карбоновых кислот и их солей. Широко освещены результаты коррозионных и электрохимических исследований, а также изучения состава и особенностей строения поверхностных слоев на металлах, защищаемых различными аминокарбоксилатными системами [19].
Таким образом, исследование аминокарбоксилатных композиций, в том числе и изучение их антикоррозионных свойств, является актуальным и имеет большие перспективы практического применения.

жүктеу/скачать 107,19 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: