Как доказать, что поверхностно-активные вещества действуют как ингибиторы коррозии благодаря эффекту геометрического покрытия

2019-08-07 10:07:03

Некоторые поверхностно-активные вещества со свойствами ингибирования коррозии обычно используются в слабокислых и нейтральных растворах, особенно в масляных сточных водах, где коррозионная стойкость металла обычно основана на липофильных поверхностно-активных веществах. Поверхностно-активные вещества с ингибированием коррозии могут образовывать адсорбционную пленку на поверхности металла. Анализ энергетического спектра XPS и спектроскопия электрохимического импеданса поверхности металлического электрода в коррозионной среде, содержащей поверхностно-активные вещества, могут доказать, что поверхностно-активные вещества действуют как ингибиторы коррозии благодаря эффекту геометрического покрытия.

Когда поверхностно-активное вещество адсорбируется на поверхности металла, его гидрофильная группа адсорбируется на поверхности металла. Из-за различной природы гидрофильной группы, она имеет физическую или химическую адсорбцию на металлической поверхности. Изотермы адсорбции различных поверхностно-активных веществ на поверхности металла повторяют различные изотермы адсорбции. Когда концентрация поверхностно-активных веществ низкая, на поверхности металла образуется адсорбционный слой из одной молекулы. Гидрофобная неполярная часть образует водоотталкивающий барьер, покрывающий поверхность металла в водном растворе. Когда концентрация высокая, на поверхности металла образуется двухслойная адсорбционная пленка вследствие взаимодействия гидрофобных групп. Увеличение концентрации поверхностно-активного вещества может улучшить его эффективность ингибирования коррозии. Когда концентрация увеличивается до насыщенной адсорбции на поверхности металла, эффективность ингибирования коррозии показывает хорошие характеристики. Для ряда поверхностно-активных веществ эффективность ингибирования коррозии достигает высокого уровня вблизи критической концентрации мицелл cmc. Типа

Влияние гидрофобной длинной алкильной цепи на ингибирование коррозии является сложным. Когда длина цепи мала, а алкильное число на гетероатомах мало, ингибирование коррозии поверхностно-активных веществ может быть увеличено за счет увеличения углеродной цепи и алкильной группы. Это связано с тем, что адсорбция поверхностно-активных веществ на поверхности металла представляет собой координационную связь, образованную гетероатомами, которые обеспечивают уединенные электроны ионам металла на поверхности металла. Алкил является группой отталкивания электронов. Рост углеродной цепи и алкила может усилить эффект отталкивания электронов, увеличить плотность электронного облака на гетероатомах и сделать сформированную координационную связь более стабильной. Это полезно для повышения эффективности ингибирования коррозии. Однако растворимость поверхностно-активных веществ со слишком длинной углеродной цепью уменьшается, так что концентрация поверхностно-активных веществ в агрессивной среде не может достичь требуемой концентрации для насыщенной адсорбции. Следовательно, после достижения определенной длины цепи эффективность ингибирования снижается при дальнейшем увеличении числа атомов углерода. Типа

Длинноцепочечные амины обычно используются в качестве ингибиторов коррозии металлов в кислых средах. Например, цетилпиридинхлорид представляет собой третичный амин и может использоваться в качестве ингибитора коррозии цинка в растворе соляной кислоты 0,5 моль / л.

Неионогенное поверхностно-активное вещество сложного эфира сорбита и жирной кислоты и производное полиоксиэтилена сложного эфира сорбита и жирной кислоты могут быть использованы в качестве ингибитора коррозии стали в водной системе. Алкилфенолполиоксиэтиленовый эфир может быть использован в качестве ингибитора коррозии стали, когда он соединяется с боратом щелочного металла и молибдата азотной кислоты. Смесь нонилфенольного полиоксиэтиленового эфира и полиоксиэтиленамина с циклической четвертичной аммониевой солью и алкиниловым спиртом может быть использована в качестве ингибитора коррозии металла в скважинах для нагнетания воды на нефтяных месторождениях.