Вплив N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук на стан поверхні сталі в агресивних середовищах
Аналіз схем синтезу та властивостей N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук. Дослідження протикорозійної активності сполук в агресивних середовищах. Вивчення механізму дії N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук при протикорозійному захисті сталі.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 30.10.2015 |
| Размер файла | 662,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національна академія наук України
Інститут хімії поверхні
удк 544.722.2.; +547.7; +620.194.620.193
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата хімічних наук
Вплив N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук
на стан поверхні сталі в агресивних середовищах
01.04.18 - фізика і хімія поверхні
Гуменюк Оксана Леонідівна
Київ - 2006
Дисертацією є рукопис.
Роботу виконано в Чернігівському державному технологічному університеті Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Сиза Ольга Іллівна, Чернігівський державний технологічний університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри хімії і конструкційних матеріалів
Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Тьортих Валентин Анатолійович, Інститут хімії поверхні НАН України, головний науковий співробітник
доктор хімічних наук, професор Кублановський Валерій Семенович, Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України, завідувач відділу електрохімії водних розчинів
Провідна установа - Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
Захист відбудеться 13 червня 2006 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.210.01 в Інституті хімії поверхні НАН України, 03164 Київ, вул. Генерала Наумова, 17.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту хімії поверхні НАН України, 03164 Київ, вул. Генерала Наумова, 17.
Автореферат розіслано 5 травня 2006 року
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Приходько Г.П.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Проблема корозії металів набуває все більшої гостроти та актуальності в усьому світі у зв'язку з жорсткістю умов експлуатації металів: зросли робочі температури, тиски, швидкості, агресивність середовищ. Катастрофічно зростає забруднення повітряного та водного басейнів, земельних ресурсів, що також інтенсифікує корозію металів і загострює екологічну ситуацію внаслідок забруднення природного середовища продуктами корозії. Тому боротьба з корозією металів - це не тільки вирішення питання підвищення строку експлуатації металоконструкцій, але й одночасно - економічно-вигідного використання природних ресурсів та матеріальних коштів. У зв'язку з цим дуже важливим є застосування ефективного протикорозійного захисту.
Відомо, що одним із найбільш економічних засобів захисту металів від корозії є використання інгібіторів (Ін), застосування яких можливо практично в усіх галузях промисловості. Але забезпеченість ними промисловості складає лише 3...4%, а ефективність дії здебільшого недостатня для сучасних умов експлуатації металоконструкцій. Так, відомо, що на багатьох підприємствах застосовуються робочі розчини з різним значенням рН (кисле, нейтральне, лужне середовище). А в деяких випадках рН змінюється в ході технологічного процесу (наприклад, підготовка води на ТЕЦ). Через це на одному і тому ж виробництві доводиться застосовувати серію інгібіторів, що потребує значних економічних витрат. Тому актуальним є питання розробки інгібіторів, ефективних в агресивних середовищах із різним значенням рН. В промисловості такі інгібітори відсутні.
Аналіз стану проблеми зі створення і вивчення інгібіторів корозії показує, що з достатнім ступенем достовірності можна визначити класи сполук, серед яких слід вести пошук нових інгібіторів. Так, з літературних джерел відомо, що деякі N-, O-, S-вмісні гетероциклічні сполуки (ГТЦ) є ефективними інгібіторами кислотної корозії сталі, але відсутні відомості про можливість їх застосування у середовищах зі змінним значенням рН.
В зв'язку з цим, як в теоретичному, так і в практичному аспекті, актуальними є дослідження впливу N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук на стан поверхні сталі в агресивних середовищах, механізму їх дії на поверхні металу, кореляцій захисних властивостей і термохімічних та електронних характеристик.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основні наукові результати дисертаційної роботи одержано під час виконання планових науково-дослідних робіт на кафедрі хімії та конструкційних матеріалів Чернігівського державного технологічного університету: госпдоговірних тем № 70/410 “Дослідження властивостей гетероциклічних сполук в залежності від їх будови” (2002 - 2004 рр) та № 203/413 “Цілеспрямований синтез гетероциклічних сполук із заданим комплексом показників”(2004 - 2006 рр).
Мета і задачі дослідження. Встановити закономірності впливу N-, S-, O-вмісних гетероциклічних сполук - похідних 2-тіохіназолін-4-она (ТХІ); 2-феніламінотіазолу (ФАТ) та 2-меркаптобензімідазолу (МБІ) на стан поверхні сталі в агресивних середовищах та розробити на цій основі критерії для створення ефективного інгібітору для захисту сталі від корозії в агресивних середовищах зі змінним значенням рН. У відповідності до поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:
провести цілеспрямований синтез нових похідних ТХІ, ФАТ, МБІ, що містять структурні складові, які відіграють важливу роль при адсорбції ГТЦ на поверхні сталі: фенільні та фенілзаміщені радикали; карбоксильні та аміногрупи; гетероциклічні кільця із системою спряжених р-зв'язків;
визначити вплив будови сполук на їхню протикорозійну ефективність в кислих, нейтральних та лужних середовищах, базуючись на розрахунках електронних та термохімічних параметрів молекул;
встановити механізм дії інгібуючих добавок в середовищах з різним рН на основі аналізу адсорбційної активності речовин та хімічного складу поверхневих шарів металу;
дослідити можливості підвищення протикорозійної ефективності інгібіторів шляхом створення на їх основі комбінованих систем з добавками неорганічних сповільнювачів корозії та регіональних відходів виробництва е-капролактаму;
перевірити можливість використання некондиційних фармпрепаратів з рядів ТХІ, ФАТ, МБІ як інгібіторів корозії;
визначити основні критерії для створення нових інгібіторів.
Об'єкт дослідження. Фізико-хімічні процеси на поверхні сталі в агресивних середовищах, інгібованих N-, O-, S-вмісними ГТЦ.
Предмет дослідження. Закономірності впливу будови молекул N-, O-, S-вмісних ГТЦ на ефективність та механізм протикорозійної дії на поверхні сталі в кислих, нейтральних та лужних середовищах.
Методи дослідження. Корозійні: електрохімічні (потенціостат П 5827М) і гравіволюмометричні; адсорбційні вимірювання (і-, ф-криві спаду струму, концентраційні залежності), спектральний аналіз (УФ-, ПМР- та ОЖЕ-спектроскопія), квантово-хімічні розрахунки електронних та термохімічних параметрів молекул інгібіторів (РМ 3, MNDO/d).
Наукова новизна одержаних результатів.
Встановлено характер зміни кінетичних параметрів процесів корозії під впливом нових синтезованих інгібуючих добавок - похідних ТХІ, ФАТ, МБІ в кислих, нейтральних та лужних середовищах та виявлено найбільш ефективні із досліджених сполук.
Виявлено механізм дії похідних ТХІ, ФАТ, МБІ на основі аналізу коефіцієнтів інгібування корозії, адсорбційних показників, структури поверхневих шарів сталі після експозиції зразків в робочих розчинах із різним значенням рН, електронних та термодинамічних характеристик інгібіторів. Визначено, що переважна роль в механізмі дії N-, O-, S-вмісних ГТЦ в кислих середовищах належить утворенню на поверхні сталі захисного шару металокомплексних сполук за рахунок координаційних зв'язків між атомами Феруму і гетероатомами молекул ГТЦ (як за р-дативним, так і за донорно-акцепторним механізмом); в нейтральних - фізичній адсорбції інгібіторів: витіснення аніонів-активаторів із поверхні металу, що забезпечує утворення рівномірної захисної оксидної плівки; в лужному середовищі домінуючим фактором в захисній дії Ін виступає фізична адсорбція, яка залежить від полярності молекул Ін.
Запропоновані основні критерії для створення інгібіторів комплексної дії в кислому, нейтральному та лужному середовищах: розчинність; наявність структурних складових, які відіграють важливу роль при адсорбції ГТЦ на поверхні сталі: атомів Нітрогену у складі амінних та імідних груп, піридинового та триазинового кілець; атомів Оксигену у складі карбоксильних груп, фенільних та фенілзаміщених радикалів; атомів Сульфуру; полярність молекули.
Вперше встановлено можливість застосування некондиційних фармпрепаратів рядів бензімідазолу (Дибазол), хіназоліну (Фторурацил) та феніламіну (Верапаміл) для протикорозійного захисту сталі в кислих, нейтральних та лужних середовищах.
Виявлено, що застосування неорганічних сповільнювачів корозії (диамоній молібдат) в композиціях із похідними ТХІ, ФАТ, МБІ не дає позитивного результату в протикорозійному захисті сталі, в той час як органічна сполука - відхід виробництва е-капролактаму (К) є оптимальною добавкою для створення захисних композицій комплексної дії в різних агресивних середовищах.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблено ефективний інгібітор К-МБІ для протикорозійного захисту сталі в кислих, лужних та нейтральних середовищах (патент України № 9266 UA 7 С23F11/10). Випущена дослідна партія інгібітору та проведені його дослідно-промислові випробування на підприємствах України.
Особистий внесок здобувача. Підбір, огляд та аналіз літературних даних проведено особисто дисертантом. Основні експериментальні результати, а саме: гравіволюмометричні, електрохімічні дослідження впливу похідних ТХІ, ФАТ, МБІ та некондиційних фармпрепаратів на стан поверхні сталі в агресивних середовищах; дослідження адсорбції ГТЦ на поверхні сталі за допомогою зняття кривих спаду струму в часі, а також за концентраційними залежностями; дослідження процесів взаємодії між ГТЦ і відходом виробництва е-капролактаму методом УФ-спектроскопії проведено особисто автором. Також здобувачем особисто були зроблені квантово-хімічні розрахунки електронних та термохімічних параметрів молекул ГТЦ. Постановка задачі досліджень, обговорення результатів та формулювання висновків проводились спільно з науковим керівником д.т.н., проф. Сизою О.І. Синтез похідних ТХІ, ФАТ, МБІ був здійснений за методиками, розробленими співробітниками кафедри хімії та конструкційних матеріалів Чернігівського державного технологічного університету д.фарм.н., проф. Красовським О.М. та к.х.н. Чумаковим В.А. Оже-спектроскопічний аналіз поверхні сталі був проведений на обладнанні інституту металофізики ім. Курдюмова НАН України спільно з Стонісом В.В., Деценком Р.В.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на VI Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство” (м. Київ, 2003 р.), на VІІІ Міжнародній конференції “Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов” (м. Судак, 2003 р.), на ІV Міжнародній конференції “Благородные и редкие металлы” (м. Донецьк, 2003 р.), на ІХ науковій конференції “Львівські хімічні читання” (Львів, 2003 р.), на Міжнародній конференції “International conference chemistry of nitrogen containing heterocycles”. (Харків, 2003 р.), на VI Міжнародній конференції “Проблеми корозії і протикорозійного захисту матеріалів” (м. Львів, 2004 р.), на V Промисловій конференції за міжнародною участю “Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях” (с. Славське, 2005), Міжнародній конференції “Modern materials science: achievements and problems” (м. Київ, 2005 р.), на 25 Міжнародній конференції “Композиционные материалы в промышленности” (м. Ялта, 2005 р.), на щорічних наукових конференціях Чернігівського державного технологічного університету (ЧДТУ) та на наукових семінарах кафедри хімії і конструкційних матеріалів ЧДТУ (м. Чернігів, 2003 - 2005 рр).
Публікації. Основний зміст дисертації викладено в 17 публікаціях, з них 9 статей - у наукових фахових виданнях.
Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, огляду літературних даних (розділ 1), методичної частини (розділ 2) основного змісту роботи (розділи 3 - 6), загальних висновків та переліку використаних джерел. Матеріали дисертації викладено на 165 сторінках машинописного тексту, містить 54 рисунки та 39 таблиць, бібліографію з 190 джерел і 3 додатки.
основний зміст роботи
У вступі оцінено стан проблеми захисту поверхні сталі від корозії в кислих, нейтральних та лужних середовищах. Обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі дослідження, висвітлено наукову новизну роботи та практичну цінність.
Розділ 1. Критичний огляд літератури. В першому розділі представлено аналіз наукової літератури і узагальнення відомостей щодо особливостей фізико-хімічних процесів, які відбуваються на поверхні сталі під час корозії в кислих, нейтральних та лужних середовищах, проведено критичний аналіз стану проблеми захисту заліза та його сплавів в різних агресивних середовищах. Критичний аналіз показав, що незважаючи на велику кількість органічних поверхнево-активних речовин, в тому числі і N-, O-, S-вмісних ГТЦ, відомих як інгібітори корозії, застосування їх обмежується лише кислим середовищем, в той час як відомості про використання даних сполук в інших агресивних середовищах практично відсутні. Не з'ясовано механізм протикорозійної дії N-, O-, S-вмісних ГТЦ речовин в агресивних середовищах зі змінним значенням рН. Тому значний науковий інтерес представляє дослідження фізико-хімічних основ впливу середовища на протикорозійну ефективність N-, O-, S-вмісних ГТЦ, механізму їх дії на поверхні металу. гетероциклічний сполука протикорозійний агресивний
Розділ 2. Основні методи та об'єкти досліджень. У другому розділі описані об'єкти та методи досліджень.
Основні випробування проводились на мало- та середньовуглецевих (Ст3, сталі 10, сталі 20, сталі 45) сталях, які широко застосовують у хімічному виробництві, енергетиці, газонафтовидобутку і переробці, водному транспорті та ін.
Використані в роботі електроліти відповідали робочим середовищам, що застосовуються на підприємствах теплоенергетичної галузі під час кислотних промивок, консервації котлів і як робочі розчини живильного тракту. Досліджувалась корозійна поведінка сталі в кислих розчинах НСl (0,1 М - 6 М), Н2SO4 (0,1 М); в нейтральних розчинах: водопровідна вода, розчини NaCl (0,3 % - 3 %); в лужних розчинах: NaOH (0,1 М, 1 М).
За даними гравіволюмометричних досліджень визначали швидкість корозії Кm = Дm/S ф; КV = ДV0/S ф (де Кm, КV -швидкості корозії в часі (ф) зразків металу площею (S), визначені відповідно за втратою маси металу (Дm) та за об'ємом водню, що виділивсь (ДV0)), ступені захисту від корозії Zm = [(Km - Km) / Km ]100, % та ZH = [(KH - KH) / KH]100, % та коефіцієнти гальмування: гm = Km/Kmґ; гЗ = KV/Kvґ (де штрих - з інгібітором). Використовуючи тафелеві ділянки на поляризаційних кривих, визначали константи Тафеля а й b, катодний ik і анодний ia струми при заданих значеннях потенціалу (к = -0,4...-0,5 В, а =-0,18...-0,22 В), к і а - при заданому значенні струму (ik = if = 6...10 А/м2), швидкість ic і потенціал с вільної корозії, а також коефіцієнти гальмування електрохімічної корозії с (гс=іс/ісґ) її катодної - к (гк=ік/ікґ) й анодної - а (га=іа/іаґ) реакцій та їхніх струмів обміну iно й iмо (, де аk, bk - катодні, аа, bа - анодні константи Тафеля. Визначали наступні внески часткових коефіцієнтів інгібування у результуючий коефіцієнт за наближеною оцінкою: кінетичні (активаційні) 1 і 2 знайдені за струмами обміну (г1 = , г2 = , де , ); 4, що характеризує енергетичний (двошаровий) ефект - за зміщенням адсорбційного потенціалу 1 (г4 = , К = 3…3,3; ); 3, пов'язаний із блокувальною (екрануючою) дією, розраховували при середніх ступенях заповнення поверхні () за формулою: 3 = /( 1 +2 +4).
Механізм фізико-хімічних процесів на поверхні сталі та комплексоутворення між компонентами захисної композиції досліджували методами спектрального аналізу: УФ- (“Hewlett-Packard 8540A” і СФ-46), ПМР (“Brucker - 200”) та оже- спектроскопією (мікрозонд “Jamp-10S”).
Адсорбцію інгібіторів досліджували за допомогою зняття кривих спаду струму (і-, ф- кривих) та за концентраційними залежностями (Z = f(C)).
Для проведення квантово-хімічних розрахунків електронних та термохімічних параметрів молекул використовували напівемпіричні методи РМ 3 та MNDO/d.
В складі інгібуючих композицій (поряд з новими ГТЦ сполуками) досліджували: некондиційні фармпрепарати із ряду бензімідазолів - Дибазол (2-бензімідазолу гідрохлорид); із ряду хіназолінів - Фторурацил (2-оксо-5-фторхіназолін-4-он); із ряду феніламінів - Верапаміл; анодний інгібітор із неорганічних оксоаніонів - (NH4)2MoO4 (диамоній молібдат); добавку на основі відходів Чернігівського ВАТ „Хімволокно” першої дистиляції цеху регенерації -капролактаму (продукт К).
Розділ 3. Синтез та властивості N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук. У третьому розділі представлено схеми синтезу та основні характеристики нових N-, O-, S-вмісних ГТЦ речовин (рис. 1). Вибір для синтезу і дослідження сполук з рядів похідних 2-тіохіназолін-4-она, 2-феніламінотіазолу та 2-меркаптобензімідазолу зумовлений позитивними результатами попередніх наукових робіт з дослідження протикорозійної ефективності деяких представників цих рядів в кислих середовищах.
Досліджувані речовини синтезовані на кафедрі хімії і конструкційних матеріалів під керівництвом д.фарм.н., професора Красовського О.М.
Рис. 1. Структурні формули Ін 1 - Ін 23
Чистота продуктів підтверджена ЯМР- та ПМР-спектрами і даними елементного аналізу.
Оптимізація геометрії молекул та зроблені квантово-хімічні розрахунки термодинамічних показників молекул та електронної густини на реакційних центрах дозволили зробити припущення стосовно очікуваної ефективності протикорозійного захисту.
Розділ 4. Протикорозійна активність N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук в агресивних середовищах. У четвертому розділі наведено результати досліджень впливу змін в будові Ін 1 - Ін 23 на їхні інгібуючі властивості в кислих, нейтральних та лужних агресивних середовищах.
Результати дослідження впливу похідних ТХІ, ФАТ, МБІ на протикорозійну стійкість сталі в кислому середовищі засвідчили, що дані речовини є ефективними інгібіторами кислотної корозії (рис. 2). Найвищий ступінь захисту сталі 20 (за даними гравіметрії) виявив Ін 12 із ряду ТХІ. Досліджена ефективність (Z) застосування цього інгібітору для різних марок сталі. Так, в 10 % НСl при 60°С ступінь захисту ZІн 12 становить відповідно: Ст3 - 94,89 %; сталь 10 - 93,66 %; сталь 20 - 94,2 %; сталь 45 - 94,04 %.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ТХІ ФАТ МБІ
Рис. 2. Порівняльні показники захисних властивостей інгібіторів на сталі 20 в 0,1 М HCl
Для найбільш ефективних із досліджених інгібіторів була перевірена залежність їхньої захисної дії на сталі 20 від температури середовища. Як показують результати, ступінь протикорозійного захисту при підвищенні температури для більшості інгібіторів залишається високим (табл. 1). Причому, при збільшенні концентрації кислоти ефективність захисної дії зростає. Так, для Ін 23 при СНСl = 0,1 М ступінь захисту становить 95,3 %; при СНСl = 1М - сягає 96,0 %; а при СНСl = 6 М - збільшується до 97,9 %, що зумовлено протонуванням молекул Ін.
Таблиця 1. Залежність ступеня інгібіторного захисту від температури агресивного середовища для сталі 20 (СІн = 2 ммоль/л)*
|
Ін |
Ступінь захисту Z, % у кислому середовищі |
||||||||
|
10% НСl |
20% Н2SO4 |
||||||||
|
20°С |
40°С |
60°С |
80°С |
20°С |
40°С |
60°С |
80°С |
||
|
1 |
89,0 |
69,7 |
65,2 |
62,1 |
78,7 |
65,6 |
59,6 |
54,6 |
|
|
9 |
92,8 |
75,4 |
71,1 |
67,7 |
74,7 |
56,6 |
56,6 |
52,4 |
|
|
12 |
98,4 |
95,1 |
94,2 |
94,9 |
96,4 |
96,0 |
95,7 |
94,6 |
|
|
14 |
98,3 |
95,3 |
95,2 |
95,0 |
98,9 |
96,5 |
96,2 |
95,4 |
|
|
16 |
97,1 |
94,1 |
92,2 |
91,9 |
97,9 |
94,5 |
94,4 |
94,1 |
|
|
23 |
97,5 |
94,4 |
94,9 |
95,3 |
98,2 |
97,4 |
95,6 |
95,3 |
Примітка: *тривалість дослідження 6, 4, 3, і 2 години при 20°, 40°, 60°, і 80° відповідно.
Аналіз розрахунків електронних та термодинамічних параметрів молекул досліджуваних речовин, проведений у розділі 3, дозволив відстежити кореляцію “будова - захисні властивості інгібіторів” в кислому середовищі. Виявлено, що зростанню ефективності дії інгібіторів сприяло введення фенільних та фенілзаміщених радикалів, додаткових гетероатомів: Оксигену карбонільних груп; Нітрогену як у складі функціональних груп так і у складі циклів, із системою спряжених р-зв'язків. Так, серед похідних 2-тіохіназолін-4-она та 2-феніламінотіазолу більш ефективними виявилися інгібітори, що містять фенільні (Ін 4, Ін 14) та фенілзаміщені радикали (Ін 7, Ін 16, Ін 17), ніж ті, до складу яких входять алкільні радикали (Ін 3, Ін 5, Ін 13, Ін 18). Ще більше зростання інгібуючих властивостей спостерігається при введенні радикалів із гетероциклічними кільцями, що містять систему спряжених р-зв'язків: хлорпіридиніл (Ін 9), триазиніл (Ін 12).
Найбільшу ефективність серед похідних 2-меркаптобензімідазолу (рис. 3, табл. 2) виявили сполуки, у складі радикалу яких присутні декілька додаткових реакційних центрів: атоми Оксигену карбоксильних груп, атоми Нітрогену амінних та імідних груп (Ін 22, Ін 23). Причому, введення до структури інгібітору радикала, що містить реакційні центри атомів Нітрогену у складі кілець (Ін 20), виявилося менш ефективним для підвищення протикорозійної дії сполук у порівнянні з радикалом, атоми Нітрогену якого входять до складу амінних та імідних груп (Ін 22, Ін 23).
Підвищення протикорозійної ефективності речовин має місце і при зростанні значень ентальпії утворення молекули (ДHf?), повної енергії (Еповн) та енергії електронів (Ее) і при збільшенні числа гетероатомів, а також електронної густини або позитивного заряду на них (рис. 3, табл. 2).
Високі захисні властивості досліджених сполук можна пов'язати з утворенням металокомплексних сполук. Атоми, що мають неподілену електронну пару (наприклад, атоми Сульфуру тіогрупи та тіазольних кілець, атоми Оксигену карбонільної групи), екранують поверхню через утворення комплексів із перенесенням електронної густини з ліганду на метал (L > Ме). Гетероатоми, на яких зосереджений позитивний заряд, сприяють утворенню координаційних зв'язків із адсорбційними центрами на поверхні сталі із перенесенням електронної густини з металу на ліганд (Ме > L). Значний внесок дає -електронна взаємодія бензольного кільця з залізом, а введення сильних електроноакцепторних замісників у фенільний радикал надає молекулі більшої полярності, що сприяє фізичній адсорбції інгібітору на поверхні металу. Наявність в структурі інгібітору адсорбційних центрів протилежних за знаком сприяє підсиленню інгібуючої дії сполук. Так, карбоксильна та тіогрупа можуть поводити себе подібно аніону, а амінна та імідна - подібно катіону. В таких випадках відбувається додавання декількох інгібуючих ефектів.
Таблиця 2. Термодинамічні та протикорозійні показники ГТЦ*
|
Показники |
Ін 19 |
Ін 20 |
Ін 21 |
Ін 22 |
Ін 23 |
|
|
ДHf?, кДж/моль |
1042,8 |
1045,7 |
1090,6 |
3463,0 |
4913,6 |
|
|
Еповн, еВ |
137402,3 |
278623,6 |
280687,3 |
378428,6 |
481968,2 |
|
|
Езв, еВ |
65,7 |
157,4 |
152,9 |
173,2 |
199,6 |
|
|
Ee, еВ |
7188,2 |
20171,6 |
19195,4 |
30573,1 |
42102,5 |
|
|
м, D |
4,4 |
9,9 |
1,1 |
4,7 |
5,1 |
|
|
с |
1,5 |
2,2 |
3,3 |
4,8 |
10,5 |
|
|
1 |
0,9 |
1,0 |
1,6 |
1,8 |
1,9 |
|
|
2 |
1,6 |
1,9 |
2,6 |
3,2 |
4,8 |
|
|
3 |
5,3 |
5,4 |
6,8 |
13,1 |
14,1 |
|
|
4 |
1,1 |
1,5 |
1,2 |
1,5 |
1,2 |
|
|
г |
8,9 |
9,9 |
12,3 |
19,7 |
22,1 |
Примітка: *с, 1 - 4, розраховані за результатами електрохімічних досліджень в 0,1 М НСl на сталі 20, СІн = 1 ммоль/л.
Рис. 3. Електронна будова ГТЦ
Результати дослідження протикорозійної ефективності ГТЦ в нейтральному середовищі 3% NaCl показали, що синтезовані сполуки гальмують катодну реакцію кисневої деполяризації, в той час як в анодній області не спостерігається гальмування процесу розчинення металу. Тому було проведено пошук можливостей підвищення протикорозійної ефективності досліджених інгібіторів шляхом створення на їх основі комбінованих систем з добавками відомих неорганічних сповільнювачів корозії (диамоній молібдат) та регіональних відходів виробництва -капролактаму (К). Вибір добавки на основі продукту К зумовлений відомостями (автори Басиста Г.Л., Багін В.К., Старчак В.Г. та ін.) про ефективність застосування цих відходів для протикорозійного захисту сталі в кислих середовищах.
Дослідження протикорозійної ефективності композицій на основі ГТЦ і (NH4)2MoO4 в 3% NaCl засвідчили відсутність позитивного ефекту при гальмуванні процесу корозії. А використання композицій на основі ГТЦ і продукту К (рис. 4) показали, що для більшості інгібіторів спостерігається підсилення протикорозійного захисту лише при гальмуванні катодного процесу. В анодній області тільки композиції на основі інгібіторів ряду МБІ (Ін 20 та Ін 21) проявляють захисну дію. За даними гравіметрії (табл. 3) ступінь протикорозійного захисту сталі інгібітором 20 становить 44,4 %, а в присутності композиції К-Ін 20 - зростає до 85,3 %. Ефективність дії захисних композицій у водопровідній воді на рівні 72,0…76,5 %.
В нейтральному середовищі спостерігається кореляція між ефективністю протикорозійної дії похідних МБІ і полярністю їхніх молекул (величиною дипольного моменту). Це може бути пов'язане з тим, що в даному середовищі протонування атомів Нітрогену амінних, імідних груп, тіазольних та бензімідазольних кілець утруднене, а тому збільшити позитивний знак ш1-потенціалу за рахунок протонованих форм інгібітору важко, крім того, цьому заважає більша стійкість фазових плівок порівняно з кислим середовищем. Тому в нейтральних середовищах процес гальмування корозії ГТЦ сполуками пов'язаний із їх фізичною адсорбцією.
Таблиця 3. Результати гравіметричних досліджень в нейтральному середовищі на сталі 20
|
Ін |
Kм 10-2, г/(год м2) |
гм |
Жм, % |
Kм 10-2, г/(год м2) |
гм |
Жм, % |
Kм 10-2, г/(год м2) |
гм |
Жм, % |
|
|
20°C |
40°C |
60°C |
||||||||
|
3% NaCl |
||||||||||
|
- |
4,5 |
- |
- |
5,2 |
- |
- |
6,7 |
- |
- |
|
|
К |
1,1 |
4,0 |
75,2 |
2,2 |
2,4 |
58,3 |
3,9 |
1,7 |
41,1 |
|
|
20 |
2,5 |
1,8 |
44,4 |
2,5 |
2,1 |
52,3 |
2,9 |
2,2 |
55,4 |
|
|
К-Ін 20 |
0,7 |
6,8 |
85,3 |
0,8 |
6,3 |
84,2 |
1,1 |
5,9 |
83,2 |
|
|
водопровідна вода |
||||||||||
|
- |
0,9 |
- |
- |
0,9 |
- |
- |
1,2 |
- |
- |
|
|
К |
0,6 |
1,5 |
35,5 |
0,7 |
1,4 |
28,2 |
0,9 |
1,3 |
24,3 |
|
|
20 |
0,3 |
3,4 |
70,4 |
0,3 |
3,6 |
72,6 |
0,3 |
3,8 |
73,9 |
|
|
К-Ін 20 |
0,3 |
3,6 |
72,1 |
0,3 |
3,7 |
73,4 |
0,3 |
4,3 |
76,5 |
Примітка: СІн = 1 ммоль/л; Ск = 3 г/л; СК-Ін = 1,5 г/л : 0,5 ммоль/л.
Дослідження проведені в лужному середовищі, показали, що похідні ТХІ та МБІ сповільнюють катодний процес Zк = 20,0 %…68,4 %, а в анодній області гальмують анодну реакцію на стадії активного розчинення металу та знижують струм пасивації на 0,6…0,7 А/м2 (рис. 5а, в). При використанні похідних ТХІ, МБІ у композиціях із продуктом К ефект їх захисної дії зростає. Похідні ФАТ навіть при самостійному застосуванні (рис. 5.б) ефективно гальмують процес анодного розчинення металу.
В лужному середовищі, як і в нейтральному, спостерігається кореляція між інгібуючими властивостями речовин і полярністю їхніх молекул. Це може свідчити про переважаючу роль фізичної адсорбції в механізмі протикорозійної дії похідних ТХІ, ФАТ та МБІ в даному середовищі.
В зв'язку з тим, що захисні властивості інгібіторів залежать від їхньої адсорбції на поверхні металу, були проведені відповідні дослідження найбільш ефективних ГТЦ за допомогою зняття кривих спаду струму (і) в часі (ф) при введенні інгібітору у ланцюг електроду, що потенціостатується. Аналіз і-, ф-кривих спаду струму та концентраційних залежностей Z = f(C) показує, що для ряду сполук (наприклад, Ін 1, Ін 12, Ін 22, Ін 23) визначну роль у процесі гальмування корозії відіграє утворення координаційних зв'язків із адсорбційними центрами на поверхні сталі (3 >4 ), що найкраще відбувається за присутності Ін 1 і Ін 12. Виконуються рівняння С.М. Решетнікова: Z = а + вlg C та Ді = аі0 + ві0lg ф. Це свідчить про адсорбцію Ін 1, Ін 12, Ін 22, Ін 23 на рівномірно-неоднорідній поверхні, що відповідає ізотермі Тьомкіна. В той час як для інших речовин (Ін 4, Ін 7, Ін 9) виконується лінійна залежність в координатах lg г - lg ф, що вказує на переважаючу роль у гальмуванні процесів корозії фізичної адсорбції (4 > 3).
Таким чином, в результаті проведених досліджень виявлено, що нові похідні ТХІ, ФАТ, МБІ є ефективними інгібіторами кислотної корозії сталі, та встановлено вплив будови молекул на їхні захисні властивості. Найвищу протикорозійну дію має Ін 12, до складу якого входить радикал, що містить триазинове кільце та три аміногрупи.
В нейтральному середовищі (3 % NaCl) досліджені речовини гальмують лише катодний процес кисневої деполяризації. А при застосуванні композицій К-ГТЦ спостерігається позитивний ефект гальмування як катодного, так і анодного процесів корозії при використанні похідних МБІ.
В лужному середовищі найбільшу протикорозійну дію проявили сполуки, що відрізняються високими значеннями дипольного моменту. Так, серед похідних ТХІ ефективнішим виявився Ін 12 (мІн 12 = 6,257), серед ФАТ - Ін 18 (мІн 18 = 6,341), серед МБІ - Ін 20 (мІн 20 = 9,961).
На основі проведених досліджень, з метою підвищення екологічності і економічності протикорозійного захисту був здійснений відбір некондиційних фармпрепаратів, строк дії яких закінчився та проведені дослідження можливості їх використання як інгібіторів корозії сталі: Дибазол - Ін 24; Фторурацил - Ін 25; Верапаміл - Ін 26. Результати досліджень протикорозійної ефективності Ін 24 - Ін 26 в кислому середовищі на сталі 20 показали, що дані речовини мають інгібуючі властивості. Найвищу ефективність проявив у кислому середовищі фторурацил із ряду хіназолінів (рис. 8). Значення коефіцієнтів гальмування, а також ступенів захисту Ін 24 - Ін 26 добре корелюють із розрахунками електронних зарядів на гетероатомах молекул сполук. Так, високі значення електронної густини на атомах Нітрогену, Оксигену Ін 25 відповідають найвищому ступеню захисту.
Дослідження протикорозійної ефективності Ін 24 - Ін 25, проведені в нейтральному середовищі (3 % NaCl), показали, що дані сполуки забезпечують незначне гальмування анодного процесу розчинення металу. Так, для Ін 24 - Ін 26 ступені захисту анодної реакції (Za, %) при ца = -0,12 В відповідно дорівнюють 31,1; 65,5; 42,8. В той час, як катодний процес практично не гальмується (за винятком Ін 26: Zк = 20,6 %, при цк = -0,46 В). Найбільше гальмування анодної реакції характерно для Ін 25, що корелює зі значеннями дипольного моменту молекули.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 6. Результати гравіволюмометричних досліджень в 0,1 М НСl на сталі 20 при t = 20єC
Результати досліджень протикорозійної ефективності Ін 24 - Ін 26 в лужному середовищі 1 М NaOH показали, що дані речовини здатні гальмувати обидва процеси електрохімічної корозії сталі, причому, гальмування анодної реакції відбувається в області активного розчинення металу. Струм пасивації знижується на 0,13 А/м2 в присутності Ін 26 і на 0,22 А/м2 в присутності Ін 24, Ін 25. Найбільше гальмування процесу корозії в даному середовищі характерне для Ін 25.
Таким чином, проведені дослідження показали перспективність використання досліджених некондиційних фармпрепаратів у протикорозійному захисті сталі в кислих та лужних середовищах.
Розділ 5. Дослідження механізму дії N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук при протикорозійному захисті сталі в кислих, нейтральних та лужних середовищах. П'ятий розділ присвячено з'ясуванню механізму захисної дії похідних ТХІ, ФАТ, МБІ та їхніх композицій в кислих, нейтральних та лужних середовищах.
За оже-електронними спектрами з допомогою стандартних програм розрахунку кількісного аналізу, визначено вміст елементів у поверхневому шарі сталі 20 після витримки протягом 30 год в агресивних середовищах 0,1 М НСl; 3% NaCl; 0,1 M NaOH та в системах: 0,1 М НСl + Ін 20; 0,1 М НСl + К-Ін 20; 3% NaCl + Ін 20; 3% NaCl + К-Ін 20; 0,1 M NaOH + Ін 20; 0,1 M NaOH + К-Ін 20. Аналіз вмісту елементів в поверхневому шарі зразків, витриманих у кислому середовищі, свідчить про те, що в інгібованих розчинах спостерігається зменшення кількості Fe на глибині 2 нм в 1,4 (Ін 20) та 1,65 (К-Ін 20) разів і зростання кількості С, зменшення Сl, О в порівнянні зі зразком, витриманим в 0,1 М НСl. Все це може бути доказом наявності металокомплексних захисних сполук, які перешкоджають виходу атомів (йонів) Fe на поверхню
В нейтральних середовищах при захисті сталі велике значення надається оксидній плівці на поверхні металу, яка і захищає його від подальшої корозії. В середовищі 3% NaCl йони-активатори Cl- перешкоджають утворенню оксидної плівки, полегшують перехід йонів металу в розчин за рахунок утворення з ними розчинних сполук. Дані оже-спектрометрії (рис. 6) свідчать про значне зменшення Сl в поверхневому шарі зразків, витриманих у інгібованих середовищах 3% NaCl. При використанні Ін 20 та К-Ін 20 кількість Сl на глибині 2 нм знижується відповідно у 10,2 і 30,6 рази; вміст Fe зменшується відповідно у 1,28 та 1,42 рази; в той же час вміст Оксигену значно зростає, що вказує на збагачення поверхні О-вмісними сполуками. Це дає підстави зробити висновок про те, що застосування інгібіторів та захисних композицій в розчині 3% NaCl сприяє утворенню захисної оксидної плівки, зменшуючи кількість активатора корозії - іонів Сl-. А збільшення кількості Карбону свідчить про можливу присутність в поверхневому шарі і металокомплексів.
Дані вмісту елементів, одержані для зразка, витриманого у лужному середовищі з добавкою К-Ін 20, свідчать про зменшення кількості Fe в 1,37 рази, Оксигену в 1,87 рази, а також зростання вмісту Карбону в 3,5 разів в порівнянні зі зразком, витриманим в неінгібованому 0,1 М NaOH. Це дає змогу підтвердити гіпотезу, що ефект дії захисної композиції зводиться до утворення комплексних сполук на поверхні металу, які перешкоджають реакції кисневої деполяризації, а також процесу переходу металу в розчин.
Дослідження процесів взаємодії між ГТЦ і продуктом К в кислому 0,1 М НСl, нейтральному 3% NaCl та лужному 0,1 М NaOH середовищах проводили методом УФ-спектроскопії. Спектри поглинання знімали при концентрації 10-4 моль/л. Порівняння спектрів вихідних речовин (рис. 7.а) із спектрами їхніх композицій К-ГТЦ (рис. 7.б) дають підстави зробити висновок про наявність комплексоутворення між ГТЦ та продуктом К за рахунок водневих зв'язків у всіх трьох середовищах. Про це свідчать зникнення піків, перерозподіл їх інтенсивності та поява нових піків.
Так, порівняння УФ спектрів вихідних речовин та композицій К-ГТЦ у кислому середовищі свідчать, що в системах:
К-Ін 1 спостерігається зникнення піка Ін 1 з л = 300 нм і поява нових з л = 235, 260, 275, 305 нм;
К-Ін 12 та К-Ін 23 - перерозподіл інтенсивності піків з л = 315 нм (Ін 12) та л = 295 нм (Ін 23); зсув піків Ін 12 з л = 220 нм до л = 235 нм і з л = 260 нм до л = 275 нм; поява нових піків для К-Ін 23 з л = 275 нм.
а б
Рис. 8. УФ-спектри в 0,1 М НСl:
а) вихідних речовин - 1 - Ін 1; 2 - Ін 12; 3 - Ін 23; 4 - продукт К;
б) композицій К-ГТЦ - 1 - К-Ін 1; 2 - К-Ін 12; 3 -К- Ін 23
Отже, проведені дослідження підтверджують взаємодію між компонентами К-ГТЦ, що, в свою чергу, пояснює посилення захисного ефекту при гальмуванні процесу корозії сталі в інгібованих кислих, нейтральних та лужних середовищах. Таким чином, зроблений аналіз дозволяє зробити висновок про те, що: в кислому середовищі захисна дія похідних ТХІ, ФАТ та МБІ пов'язана з утворенням металокомплексних плівок на поверхні сталі; в нейтральному середовищі (3% натрій хлорид) захисний ефект полягає у витісненні аніонів активаторів із поверхні металу, що забезпечує утворення рівномірної оксидної плівки; в лужному середовищі захисна дія пояснюється, як хемосорбцією з утворенням металокомплексів, так і екрануванням поверхні металу за рахунок фізичної адсорбції.
Розділ 6. Впровадження наукових розробок. В шостому розділі наведено практичне використання результатів роботи.
На основі проведених досліджень протикорозійної ефективності похідних ТХІ, ФАТ, МБІ розроблено основні критерії вибору сполуки, ефективної в кислому, нейтральному та лужному середовищах. При виборі інгібітору враховували: структурно-складові (наявність сильних реакційних центрів) та електронні і термохімічні (високі заряди на реакційних центрах, полярність молекули) характеристики; розчинність; доступність і простоту синтезу.
Проведені лабораторні і промислові випробування розробленого інгібітору К-МБІ. Наукові розробки пройшли успішне випробування на підприємствах: Львівському КП “Львівводоканал” та ДКП “Перемишлянитеплокомуненерго”. Інгібуюча композиція К-МБІ на вторинній сировині в складі травильного розчину (5% HCl + 5,12 г/л К-МБІ; t = 65 - 70єC) показала високу ефективність захисту сталі 20, 45 від корозії (Z=97,2 %) при передпусковій, експлуатаційній очистці теплоенергетичного обладнання. Це дозволяє подовжити термін експлуатації металевого обладнання і забезпечити зменшення платежів за забруднення навколишнього середовища продуктами корозії. Ефективність розробленої інгібуючої композиції вища в порівнянні з промисловими інгібіторами (табл. 4).
Таблиця 4. Швидкість розчинення сталі 20 і захисна дія інгібіторів в 5% НСl при 60єC
|
Ін |
Kм 10-2, г/(год м2) |
г |
Жм, % |
|
|
без Ін |
196 |
- |
- |
|
|
ХОСП-10 |
13,9 |
14,1 |
92,9 |
|
|
КІ-1 |
20,58 |
9,52 |
89,5 |
|
|
К-МБІ |
5,49 |
35,7 |
97,2 |
Проведена прогнозована оцінка підконтрольних санітарно-токсикологічних показників розробленого К-МБІ. Встановлено, що в порівнянні з відомими Ін, які застосовуються для хімічної очистки, К-МБІ має певні екологічні переваги: наприклад, в деякі композиції входить гідразин, уротропін (2 клас небезпеки - високо небезпечні речовини); ОП-7 і ОП-10, які заборонені до застосування через те, що важко піддаються біодеградації. К-МБІ належить до третього класу небезпеки, помірно небезпечна речовина. Таким чином, застосування К-МБІ дає змогу поліпшити санітарно-гігієнічні умови праці і знизити екологічну небезпеку протикорозійних заходів.
висновки
1. Виявлено, за результатами досліджень протикорозійної ефективності ГТЦ, спектрального аналізу та квантово-хімічних розрахунків електронних та термодинамічних параметрів молекул, що:
в кислих середовищах ефективність інгібіторів зростає зі збільшенням заряду на гетероатомах молекул (атомах Нітрогену у складі конденсованих кілець із системою спряжених р-зв'язків, амінних та імідних груп; атомах Оксигену у складі карбонільної та метоксигрупи та ін.) - утворюється захисний шар металокомплексних сполук на поверхні сталі за рахунок координаційних зв'язків з центрами поверхні металу;
для нейтрального середовища (3 % NaCl), де захисна дія досліджених Ін пов'язана з витісненням аніонів-активаторів з поверхні металу, велика кількість гетероатомів та розгалуженість радикалів призводить до стеричних обмежень і до зменшення рухливості молекул; для нейтральних та лужних середовищ спостерігається кореляція між показниками протикорозійної ефективності і величиною полярності молекули м, яка характеризує здатність молекули до фізичної адсорбції.
2. Виявлені найбільш ефективні інгібітори із досліджених сполук в агресивних середовищах з різним значенням рН за результатами аналізу кінетичних параметрів процесів корозії. Показано, що ефективність протикорозійного захисту зростає при застосуванні даних інгібіторів в складі композицій на основі продукту К (відходи виробництва -капролактаму).
3. Запропоновані основні критерії для створення інгібіторів комплексної дії в кислому, нейтральному та лужному середовищах: розчинність; наявність структурних складових, що можуть відігравати значну роль при адсорбції інгібіторів на поверхні металу: атомів Нітрогену у складі амінних та імідних груп, піридинового та триазинового кілець, атомів Оксигену у складі карбоксильних груп, фенільних та фенілзаміщених радикалів, атомів Сульфуру; полярність молекули.
4. Показана перспективність використання некондиційних фармпрепаратів як інгібіторів корозії сталі в кислому середовищі (Z = 76,2..96,8%), що дає змогу знизити собівартість протикорозійних заходів.
5. Запропоновано новий інгібітор К-МБІ та рекомендації для його використання на підприємствах теплоенергетичної галузі. Розроблений інгібітор відповідає вимогам екологічної безпеки (3-ій клас небезпеки, ЛД50 = 1413 мг/кг, ГДКр.з./с.д.(ОБРВ, мг/м3) = 1,22/0,03; ГДКв(ОБРв), мг/л = 0,11).
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ВИКЛАДЕНО В ТАКИХ ПУБЛІКАЦІЯХ
Вплив похідних 2-феніламінотіазолу на протикорозійну стійкість сталі 20 / О. Сиза, О. Гуменюк, О. Савченко, В. Челябієва, С. Гаценко // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2004. - Спец. випуск № 4. - С.795 - 800.
Гуменюк О.Л., Сиза О.І. Вплив рН середовища на корозію металів у розчинах електролітів // Вісник ЧДТУ. - 2004. - № 21. - C. 180 - 187.
Сизая О.И., Гуменюк О.Л., Чумакова Л.Ю. Влияние агрессивности среды на противокоррозионную эффективность производных 2-тиохиназолин-4-она // Защита металлов. - 2005. - Т. 41, № 3. - С. 295 - 301.
Савченко О.Н., Сизая О.И., Гуменюк О.Л. Использование модифицированного горчичного масла в противокоррозионной защите стали // Защита металлов. - 2005. - Т. 41, № 6. - С. 620 - 627.
Гуменюк О.Л., Сиза О.І, Чумакова Л.Ю., Кирюшко В.І. Ефективність похідних 2-тіохіназолін-4-она в протикорозійному захисті сталі в агресивних середовищах // Экотехнологии и ресурсосбережения. - 2005. - № 2. - С. 18 - 22.
Гуменюк О.Л., Сиза О.І., Красовський О.М. Застосування квантово-хімічного підходу в прогнозуванні властивостей гетероциклічних сполук // Вісник ЧДТУ. - 2005. - № 22. - C. 123 - 129.
Сиза О.І., Гуменюк О.Л., Корольов О.О. Использование некондиционных фармпрепаратов в противокоррозионной защите стали // Экотехнологии и ресурсосбережения. - 2005. - № 4. - С. 17 -23.
Сиза О.І., Корольова В.Р., Штиль Н.А., Гуменюк О.Л. Дослідження реакційної здатності N-вмісних гетероциклів при твердненні епоксидних олігомерів // Вісник ЧДТУ. - 2002. - № 18. - C. 176 - 178.
Гуменюк О.Л., Сиза О.І., Красовський О.М. Механізм протикорозійної дії N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук в кислих, нейтральних та лужних середовищах // Вісник Донецького університету. Сер. А: Природничі науки. - 2005. - Вип. 2. - C. 431 - 436.
Екологічні проблеми в технології хімічної очистки енергетичного обладнання / В.Г. Старчак, Н.П. Буяльська, І.А. Костенко, Н.В. Давидова, О.Л. Гуменюк // Екологія, людина, суспільство. - Київ: КПІ, 2003. -C. 192-194.
Сиза О.І., Гуменюк О.Л., Чумакова Л.Ю. Вплив рН розчинів на корозію сталі в присутності похідних 2-тіохіназолін-4-она // Львівські хімічні читання-2003. - Львів: ЛНУ. - Ф 39 с.
Роль водорода в экотехнологии очистки энергетического оборудования / В.Г. Старчак, С.Д. Цибуля, О.И. Сиза, О.Л. Гуменюк, А.Г. Мартынюк, И.А. Костенко // Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов. - Киев: IHSE, 2003. - C. 1002 - 1005.
Экологические и химические проблемы очистки энергетического оборудования / В.Г. Старчак, С.Д. Цибуля, Н.П. Буяльская, О.И. Сиза, О.Л. Гуменюк, Л.В. Никитенко // Благородные и редкие металлы. - Донецк: ДонНТУ, 2003. - C. 477 - 479
Syza O.I., Gumeniuk O.L., Savchenko L.M. The use of triazenes for acceleration of epoxy olygomers hardening process // International conference chemistry of nitrogen containing heterocycles. - Kharkiv: V.N. Karasin Kharkiv National University, 2003. - C. 273
Інтенсифікація тверднення епоксидних порошкових композицій як резерв підвищення технологічних властивостей захисних покриттів / О.І. Сиза, О.Л. Гуменюк, В.М. Челябієва, С.В. Гаценко, І.В. Пасічніченко // Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях. - Киев: УИЦ “Наука. Техника. Технология”, 2005. - С. 129 - 131.
Новые противокоррозионные материалы на основе модифицированных продуктов растительных масел / О.І. Сиза, О.Н. Савченко, А.А. Королев, С.В. Гаценко, О.Л. Гуменюк // Modern materials science: achievements and problems. - Киев: НАН Украины, 2005. С. 429 - 430.
Патент 9266 UA 7 С23F11/10. Інгібітор корозії сталі К-МБІ / О.І. Сиза, О.І. Гуменюк. Заявл. 04.03.2005. Опубл. 15.09.2005 // Бюл. № 9. - 2005. - С.5.91.
АНОТАЦІЇ
Гуменюк О.Л. Вплив N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук на стан поверхні сталі в агресивних середовищах. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 - фізика і хімія поверхні. - Інститут хімії поверхні НАН України, Киїів, 2006.
Дисертація присвячена дослідженню фізико-хімічних основ впливу середовища на протикорозійну ефективність N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук, механізму їх дії на поверхні металу, кореляції захисних властивостей і термохімічних та електронних характеристик сполук. На основі проведеного аналізу залежності інгібуючих і адсорбційних властивостей досліджуваних сполук від їхньої будови, термохімічних параметрів зроблений висновок про основні критерії підбору інгібіторів для корозійних середовищ з різним значенням рН: розчинність; наявність структурних складових, що можуть відігравати значну роль при адсорбції інгібіторів на поверхні металу - атоми Нітрогену в складі амінних, імідних груп, конденсованих кілець із системою спряженних р-зв'язків; фенільні радикали з акцепторними замісниками) і величина заряду на них; термодинамічні характеристики молекул (ентальпія утворення, повна енергія), а також полярність молекули.
...Подобные документы
Поняття сульфенів; способи їх одержання шляхом фотохімічних реакцій та термічних перегрупувань. Лабораторний метод генерації сульфенів, виходячи з алкансульфохлоридів, для подальшого їх використання в синтезах органічних, зокрема, гетероциклічних сполук.
курсовая работа [276,6 K], добавлен 31.01.2014Поняття, класифікація, будова і біологічна роль гетероциклічних сполук. Фізичні і хімічні властивості гетероциклів. Біциклічні сполуки з п'ятичленними гетероциклами. Ароматичні сполуки з конденсуючими ядрами. Шестичленні гетероцикли з одним гетероатомом.
курсовая работа [434,7 K], добавлен 05.12.2015Значення і застосування препаратів сполук ртуті у сільськогосподарському виробництві, в різних галузях промисловості та побуті. Фізичні і хімічні властивості сполук ртуті. Умови, що сприяють отруєнню. Клінічні симптоми отруєння тварин різних видів.
курсовая работа [34,2 K], добавлен 19.06.2012Вивчення конденсуючої та водовіднімаючої дії триметилхлорсилану в реакціях за участю карбонільних сполук та розробка ефективних методик проведення конденсацій та гетероциклізацій на його основі придатних до паралельного синтезу комбінаторних бібліотек.
автореферат [36,0 K], добавлен 11.04.2009Фізичні та хімічні властивості боранів. Різноманітність бінарних сполук бору з гідрогеном, можливість їх використання у різноманітних процесах синтезу та як реактивне паливо. Використання бору та його сполук як гідриручих агентів для вулканізації каучука.
реферат [42,4 K], добавлен 26.08.2014Mac-спектрометрія є одним з найбільш ефективних експресних методів аналізу, установлення будови як індивідуальних органічних сполук, так і синтетичних, природних сполук та їхніх сумішей. Автоматичне порівняння зареєстрованого спектра з банком спектрів.
реферат [456,8 K], добавлен 24.06.2008Шляхи надходження в довкілля сполук купруму, форми його знаходження в об'єктах навколишнього середовища та вміст в земній корі. Запаси мідних руд. Огляд хімічних та фізичних методів аналізу. Екстракційно-фотометричне визначення купруму в природній воді.
курсовая работа [270,8 K], добавлен 09.03.2010Macспектрометрія є найбільш ефективним експресним методом аналізу й установлення будови як індивідуальних органічних сполук, так і синтетичних, природних сполук та їхніх сумішей. Поняття, теоретичні основи масспектроскопічного методу аналізу.
реферат [873,2 K], добавлен 24.06.2008Характеристика схильності сполук до хімічних перетворень та залежність їх реакційної здатності від атомного складу й електронної будови речовини. Двоїста природа електрона, поняття квантових чисел, валентності, кінетики та енергетики хімічних реакцій.
контрольная работа [32,1 K], добавлен 30.03.2011Ізомерія - явище просторове і структурне, що визначається особливостями структури молекули і порядком зв'язку атомів. Фізичні константи і фізіологічні властивості геометричних ізомерів. Оптична активність органічної сполуки. Ізомерія комплексних сполук.
реферат [124,6 K], добавлен 20.07.2013Загальна характеристика лантаноїдів: поширення в земній корі, фізичні та хімічні властивості. Характеристика сполук лантаноїдів: оксидів, гідроксидів, комплексних сполук. Отримання лантаноїдів та їх застосування. Сплави з рідкісноземельними елементами.
курсовая работа [51,8 K], добавлен 08.02.2013Методика розробки методів синтезу високотемпературних надпровідників. Сутність хімічного модифікування і створення ефективних центрів спінінга. Синтез, структурно-графічні властивості та рентгенографічний аналіз твердих розчинів LaBa2Cu3O7 та SmBa2Cu3O7.
дипломная работа [309,3 K], добавлен 27.02.2010Класифікація металів, особливості їх будови. Поширення у природі лужних металів, їх фізичні та хімічні властивості. Застосування сполук лужних металів. Сполуки s-металів ІІА-підгрупи та їх властивості. Види жорсткості, її вимірювання та усунення.
курсовая работа [425,9 K], добавлен 09.11.2009Предмет біоорганічної хімії. Класифікація та номенклатура органічних сполук. Способи зображення органічних молекул. Хімічний зв'язок у біоорганічних молекулах. Електронні ефекти, взаємний вплив атомів в молекулі. Класифікація хімічних реакцій і реагентів.
презентация [2,9 M], добавлен 19.10.2013Пептидний зв’язок та утворення вільних амінокислот. Поняття про рівні організації білкових молекул. Участь різних видів хімічного зв’язку в побудові первинної, вторинної, третинної, четвертинної структури білку. Біологічне окислення органічних сполук.
контрольная работа [20,8 K], добавлен 05.06.2013Методика синтезу полікристалічних високотемпературних надпровідників. Основні відомості з фізики рентгенівських променів та способи їх реєстрації. Синтез твердих розчинів LnBa2Cu3O7, їх структурно-графічні властивості і вміст рідкісноземельних елементів.
дипломная работа [654,6 K], добавлен 27.02.2010Особливості колориметричних методів аналізу. Колориметричне титрування (метод дублювання). Органічні реагенти у неорганічному аналізі. Природа іона металу. Реакції, засновані на утворенні комплексних сполук металів. Якісні визначення органічних сполук.
курсовая работа [592,9 K], добавлен 08.09.2015Зовнішні ознаки реакцій комплексоутворення в розчині. Термодинамічно-контрольовані (рівноважні), кінетично-контрольовані методи синтезу координаційних сполук. Взаємний вплив лігандів. Пояснення явища транс-впливу на прикладі взаємодії хлориду з амоніаком.
контрольная работа [719,5 K], добавлен 05.12.2014Синтез S-заміщеного похідного 2-метил-4-меркапто-8-метоксихіноліна та вивчення їх фізико-хімічних властивостей. Прогноз можливих видів їх біологічної дії за допомогою комп’ютерної програми PASS. Залежність дії синтезованих сполук від хімічної структури.
автореферат [38,4 K], добавлен 20.02.2009Вплив іонізуючого випромінювання на живі організми. Протекторна дія поліфенольних сполук з виноградних вин у разі розвитку радіоіндукованих уражень. Отримання лізатів лейкоцитів та зразків тканин. Визначення концентрації протеїну за методом Лоурі.
дипломная работа [975,9 K], добавлен 09.02.2015
