Физико-химические свойства алкиламинометиленфосфоновых ингибиторов

Section 8. Chemistry

Conclusions

Thus, the filtration process was studied insoluble residue of decomposition products of natural dolomite solyanokislotnogo various methods. The basic feasibility of using was shown for continuous separation of insoluble residues hydrochloric acid pulp dolomite using centrifugal forces.

The process of filtering the slurry formed in the conversion of a solution of calcium chloride and

magnesium with sodium chlorate. The obtained results show the need for filtration of the pulp produced during the conversion of chlorides of calcium and magnesium and sodium chlorate residue of calcium and magnesium and sodium to the layer thickness regulating solid. In this case, the optimal temperature of the pulp filtration of sodium chloride is 363K, and for sodium chlorate 293K. The data obtained concepts filtration units in the preparation of calcium-magnesium chlorate defoliant were suggested.

References:

1. Kurbanov E., Kuziev R., Current status of soil fertility in Uzbekistan and some ways to improve it, Mining Bulletin of Uzbekistan, 1, 2001, 94-96, (in Russian).

2. Turamuratov I. B., The mineral raw material base of Republic Uzbekistan, Materials of the International scientific and technical conference, «Science and practice integration as the mechanism of effective development of geological field of Republic Uzbekistan», 2014, Tashkent, Uzbekistan, 2014, 7-9, (in Russian).

3. Hamrakulov Z. A., Tukhtaev S., Tadjiev S. M., Askarova M. K. Kinetics of decomposition of dolomite with hydrochloric acid, Journal Uzbek Chemica, Tashkent, 1, 2011, 6-9.

4. Zhuzhikov V. A. Filtration. Theory and practice of separation of the suspension, Moscow, 1971 (in Russian).

5. Aynshteyn V. G., Zakharov M. K., Nosov G. A., and others, The general course ofprocesses and devices of chemical technology, Moscow, 2003, (in Russian).

Kholiqov Abduvali Jonizoqovitch, National University of Uzbekistan, Senior Lecturer of the Department of Physical and Colloid Chemistry

E-mail: habduvali@rambler.ru

Phisico-chemical properties alkilaminomethylenfosfonovyh inhibitors

Abstract: Protective affectivity of some inhibitors relative to carbon steel in acid mediums has been investigated. Used inhibitors besides inhibition of common corrosion also have decreased librarian of hydrogen in steel and also have promoted to preservation of it's plastical properties.

Keywords: inhibitor, electrochemical corrosion protection, plastic properties, the degree of filling, adsorption equilibrium.

Холиков Абдували Жонизокович, Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, ст. преподаватель кафедры физической и коллоидной химии

E-mail: habduvali@rambler.ru

Физико-химические свойства алкиламинометиленфосфоновых ингибиторов

Аннотация: Исследована защитная эффективность ряда ингибиторов по отношению к углеродистой стали в кислых средах. Исследуемые ингибиторы помимо торможения общей коррозии, вызывают снижение диффузии водорода в сталь и способствуют сохранению ее пластических свойств.

Ключевые слова: ингибитор, коррозия, защита, пластические свойства, степень заполнения, адсорбционное равновесие.

Поиск эффективных методов противокоррозион- ущербом, наносимым коррозией в технологическом ной защиты металлов и сплавов обусловлен не только и электрохимическом плане, но и ухудшением эколо-

68

Phisico-chemical properties alkilaminomethylenfosfonovyh inhibitors

гической ситуации, вызванным попаданием в окружающую среду продуктов коррозии или токсических реагентов, образующихся вследствие коррозии оборудования химических производств и трубопроводов. Возможность практического решения задач по защите металлов в некоторых случаях определяет уровень развития целых областей техники. Задача предотвращения коррозии во многих случаях может быть решена использованием ингибиторов.

Азотсодержащие ингибиторы коррозии давно и успешно применяются в нефтедобыче и транспортировке. Наибольшее распространение получили: первичные, вторичные и третичные алифатические амины; замещенные соединения пиридина, хинолина, имидазолина и четвертичные аммониевые соединения, в том числе, имеющие в своей структуре различные кислородсодержащие группы [1, 26-29].

На основе а-олефинов и оксиэтилированных нонилфенолов синтезированы серии новых N, М-диэтил-N [нонилфеноксиполи (этиленокси) карбонилэтил] аминов, а также N, ^диэтил^- [изоал-кил-оксикарбонилметил] -N- [нонилфеноксиполи (этиленокси) карбонил-этил] аммониевых соединений с хлорид-анионами или анионами органических кислот и проведено систематическое исследование их антикоррозионных свойств. Установлено, что среди синтезированных соединений имеются эффективные ингибиторы коррозии в углекислотной среде [2, 58-63].

Объектами исследования явились синтезированные соединения пропиламинобисметилен-фосфоновая кислота (ПАБМФК), дипропил-ами-нометиленфосфоновая кислота (ДПАМФК), бутиламинобисметилен-фосфоновая кислота

(БАБМФК), дибутиламинометиленфосфоновая кислота (ДБАМФК) основных двухкомпонентны композиций.

Видно, что наиболее значительные результаты получены в кислых средах, превышающие на 4-8% защитный эффект используемого в промышленности импортного ингибитора «NALKO». Величина степени защиты органических ингибиторов ПАМБФК, ДПАМФК, БАМБФК и ДБАМФК находится в интервале от 95,67 до 97,72%.

Ингибиторы ПАМБФК, ДПАМФК, БАМБФК, ДБАМФК проявляют при 30 суточных испытаниях и концентрации 100 мг/л высокий защитный эффект в слабо кислых средах (рН=4,27, t=25-50 0C). В растворах органических ингибиторов содержатся РО3-и NH2 группы, которые также могут адсорбироваться

на поверхности стали. Наличие последних даже в отсутствие фосфатов способствует упрочнению пасси-вационного слоя. В целом можно ожидать, что электронодонорные молекулы с меньшим потенциалом ионизации, большим отрицательным зарядом на атоме азота активного центра и более положительным зарядом на атоме водорода в протонированной форме должны быть лучшими ингибиторами благодаря образованию сильных координационных или водородных связей с металлической поверхностью. Адсорбция, сопровождается химической реакцией между молекулами адсорбированного вещества и металлом. Связь, возникающая между металлом и окислителем, имеет ионный характер. Металл отдает атому адсорбированного вещества электроны. Процесс хемосорбции протекает очень быстро (доли секунды). Внешняя поверхность адсорбированной пленки при этом заряжается отрицательно, а внутренняя — положительно.

Количество адсорбированного вещества, отнесенное к единице поверхности, зависит от температуры среды и концентрации адсорбата в жидкой фазе.

Степень заполнения поверхности ингибирующим веществом рассчитывали и по кинетическим данным. При этом исходили из того, что адсорбированные органические вещества, так же как и неорганические ингибиторы, рассмотренные в литературе, полностью выводят из сферы анодной реакции ту часть поверхности, которая занята ингибитором (считают, что скорость анодной реакции на ней практически снижается до нуля). Часто эти же соображения используют, рассчитывая степень заполнения при саморастворении (коррозии).

Емкостные измерения показали, что ингибирующие свойства исследованных органических фосфатов связаны с их адсорбцией на стальной поверхности.

Опытные зависимости адсорбции органического ингибитора от его концентрации в растворе на стали в области высоких заполнений достаточно хорошо описываются изотермой Ленгмюра.

Исследования показали (табл. 1-2), что скорость растворения (К) стального электрода является функцией состава ингибитора и принимает наиболее низкие значения при эквимолярном соотношении компонентов.

Изотермы Ленгмюра показали высокую адсорбционную способность разработанных ингибиторов. Значения степени заполнения поверхности электрода мономолекулярным слоем весьма высокие, что подтверждается и расчетами значений константы адсорбционного равновесия (В).

69

Section 8. Chemistry

Таблица 1. - Значения степени заполнения и константы адсорбционного равновесия азот-и фосфорсодержащих ингибиторов в фоном растворе (Ф-1) при различных температурах

Ингибитор t, 0 С С1Ш1, мг/л K, (г/м 2*сут) 0 В

ПАМБФК 25 100 0,31 0,96 2,56

ДПАМФК 0,27 0,97 2,96

БАМБФК 0,36 0,96 2,56

ДБАМФК 0,32 0,96 2,56

ПАМБФК 50 100 0,31 0,97 3,21

ДПАМФК 0,32 0,97 3,21

БАМБФК 0,23 0,98 4,37

ДБАМФК 0,27 0,97 3,21

Таблица 2. - Значения степени заполнения и константы адсорбционного равновесия азот-и фосфорсодержащих ингибиторов в фоновом растворе (Ф-2) при различных температурах

Ингибитор t, 0 С СШ1, мг/л K, (г/м 2*сут) 0 В

ПАМБФК 25 100 0,23 0,97 3,21

ДПАМФК 0,22 0,97 3,21

БАМБФК 0,23 0,97 3,21

ДБАМФК 0,24 0,97 3,21

ПАМБФК 50 100 0,26 0,97 3,21

ДПАМФК 0,30 0,97 3,21

БАМБФК 0,28 0,97 3,21

ДБАМФК 0,21 0,98 4,90

Эти результаты являются еще одним подтверждением вышесказанного относительно механизма защитного действия данных ингибиторов. По-видимому, именно при эквимольном соотношении компонентов реализуется механизм образования двухслойной наноструктуры, состоящей из тонкого слоя оксида железа и равномерного слоя рыхлого фосфата железа, в результате чего образуется однородная поверхность, толщина которой составляет 3-4 нм [3, 23-26; 4, 56-59; 5, 78-82].

Бутиламинометилен бисфосфоновая кислота действуют как анионный ингибитор на поверхности металла. Кроме того, она тормозит анодный процесс растворения из-за образования защитных пленок, представляющих собой труднорастворимые продукты взаимодействия ингибитора с ионами переходящего в раствор металла, т. е. она адсорбируясь на поверхности стали образует с ионами железа (II) экранирующие пленки.

Исследованные ингибиторы обладают большой молекулярной массой; и в их молекулах имеются гетероатомы (Р, N) и разветвленные алкильные группы. Гетероатомы вступают в донорно-акцепторное взаимодействие с атомами поверхности металла, образуя хемосорбционную пленку.

Установлено, что в ряду синтезированных солей имеются эффективные ингибиторы коррозии в кислых и нейтральных средах. Показана зависимость ингибирующих свойств соединений от их структуры. Наиболее эффективными ингибиторами коррозии являются соединения, полученные на основе ПАМБФК и БАМБФК, относящиеся к ингибиторам органического типа.

Защитные свойства изученных ингибиторов, содержащих в своем составе атомы азота- и фосфора, как правило, возрастают по мере увеличения взаимодействия d-электронов железа с неподеленными парами электронов данных атомов и это сказывается на их ингибирующей активности.

Список литературы:

1. Khaled K. F. Theoretical study of the structural effects ofpolymethylene amines on corrosion inhibition of iron in acid solutions//Electrochimica Acta. - 2005.

2. Фахретдинов П. С., Борисов Д. Н., Романов Г. В., Ходырев Ю. П., Галиакберов Р. М. Ингибиторы коррозии из ряда амион- и аммониевых соединений на основе а-олефинов и оксиэтилированных нонилфенолов. Нефтегазовое дело. 2008. - С. 96-114.

3. Холиков А. Ж., Рахимов С., Жураев О. О механизме защитного действия ингибиторов на основе натрий полиметафосфато- и диэтиламиноэтилметакрилат-4-винилпридина//Материалы XLIV Межд. научной студенческой конф. «Студент и научно-технический прогресс». - Новосибирск, 2006. - С. 111-113.

70

Development ionits for peelings of the sewage and study their characteristic

4. Холиков А. Ж., Акбаров Х. И., Тиллаев Р. С. Солевая коррозия стали и ее защита ингибиторами полимерного типа//Химия и химическая технология. - Ташкент, 2007. - № 2. - С. 41-43.

5. Холиков А. Ж., Акбаров Х. И., Тиллаев Р. С. «Электрохимические свойства ингибиторов на основе кальций полиметафосфатов и водорастворимых ПАВ»//УзМУ Хабарлари. - Ташкент, 2005, - № 4. - С. 12-15.

Panjiev Ulugbek Rustamovich, Assistant of a Karshi engineering-economic institute E-mail: bjd1962@mail.ru Nigmatov Islamjan, Professor of department "Life protection" TashSTU Karabaeva Zumrat Tairovna, Cenor-assistant of a department "Ecology" TashSTU AbdurakhmanovaSurayo Pulatovna, Cenor-assistant of a department “RNGM" TashSTU Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan

Development ionits for peelings of the sewage and study their characteristic

Abstract: Questions of the syntheses and studies characteristic polyphunctional ionits are considered in article for peelings of the industrial sewages on base local raw materials resource. On base kinetic and dilatometrics of the studies of the process copolymerization monomer quaternary phosphonium to salts with divinilbenzol and methylmetacrylate revealed main regularities and mechanisms to reactions. It is revealed that polymers of the spatial structure with regular interleaving of the chemical nodes manages to synthesize in that event only, when relative activities main mono- and divinils of the join in reaction copolymerization have close importance’s. It is shown that synthesized ionits effectively sorption the ion bivalent metal, and can applying as for peelings of the sewages and extractions ion valuable metal.

Keywords: ionit, sorption, sewage, clear, extraction ion metal, industry, water need, water cleaner, kinetics, velocity, monomer, copolymerization.

At present clearing the industrial sewages, desalinization salted water, clearing the food-stuffs, reception of many amino acid squirrel, antibiotic and many other processes impossible without use ioning changing material. In relationship, with than to he is presented raised requirements. Big attention is also spared improvement their applied characteristic, increasing selecting, thermal and chemical stability and mechanical toughness.

The known [1] that syntheses maj ority ioning changing material is realized basically by chemical conversion polymer and copolymers, but this method differs the

more standing and difficulty of the undertaking the process, often accompanied side reaction. Besides, final products possess low chemical, thermal stability, selecting and etc. Specified above defect limit the spheres of the using ioning changed in practice.

Searching for of the most simple methods of the syntheses ionits is In this aspect actual with good physic-chemical, thermal characteristic, sorption by ability to ion

such metal, as copper, cobalt, nickel, uranus and others so was of interest study sorption characteristic of the products, got at copolymerization para-tris-phosphatal-lyltriphenilphosphoniybromid (p-tph-АТРНРНВ) with divinilbenzol (DVB) and methylmetacrylat (MMA).

Copolymerization p-tph-АТРНРНВ with DVB and MMA conducted in soft condition, at the temperature 60 оС, in ambience dioxan. Leaving the product of a copolymerization forms the order 85-89%. The synthesized copolymerization p-tph-АТPHPHB with DVB and MMA hithemolecularing products after processing 5% by water solution alkali for translation in OH-form present itself ioning changed resins, possessing high fraudulent capacity and complex valuable characteristic.

The explored selecting characteristic synthesized ionits on base p-tph-АТPHPHB with DVB and MM to bivalent ion in water solution of the nitric acid. The Preliminary experience on sorption’s ability ionits was installed in statistical condition to bivalent ion metal in 0,8n nitric acid

71