Введение к работе
Актуальность работы. Проблема защиты металлов от коррозии, знакомая человечеству с древних времен, по сей день остается чрезвычайно актуальной. По данным разных источников ежегодные потери из-за коррозии составляют от 20 до 30 млн. тонн металла. Прямой экономический ущерб от нее исчисляется сотнями миллиардов долларов в год. 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.
Среди областей их практического использования можно выделить, как одну из наиболее масштабных - борьбу с разрушением металла в атмосферных условиях. На долю таких разрушений приходится до 60-80% общих убытков от коррозии.
Один из перспективных классов ингибиторов атмосферной коррозии -летучие ингибиторы (ЛИК). Их применение оправдано почти всегда, когда есть возможность хотя бы частичной герметизации защищаемого пространства.
Важное преимущество ЛИК - технологичность. В условиях атмосферной коррозии консервация обычно сводится к внесению источника ЛИК в упаковку с металлоизделиями, а расконсервация - к удалению упаковочного материала.
Однако приходится констатировать, что на рынке, фактически, отсутствуют отечественные ЛИК, удовлетворяющие современным экологическим и технологическим требованиям. Образовавшийся вакуум ЛИК и материалов па их основе заполняется импортной продукцией, непомерно дорогой и не всегда качественной. Поэтому проблема создания новых эффективных, отвечающих требованиям времени ЛИК на базе российского сырья стоит весьма остро. Успех ее решения в большой мере
4 зависит от понимания закономерностей защитного действия летучих аминов и композиций на их основе.
Цель работы.
Анализ закономерностей влияния летучих аминов и их смесей на коррозию и электрохимическое поведение металлов и разработка на этой основе средств парофазной защиты металлов от атмосферной коррозии.
Поставленная цель определяет основные задачи работы:
исследовать закономерности влияния рН среды и химической структуры аминов на коррозию стали;
изучить взаимное влияние органических ингибиторов коррозии и гидроксил-ионов при защите металлов;
создать эффективные композиционные ингибиторы на базе аминов;
разработать на базе отечественного сырья универсальный летучий ингибитор атмосферной коррозии и защитные материалы на его основе;
изучить особенности адсорбции паров разработанного летучего ингибитора коррозии и соединений, входящих в его состав, на железе и углеродистой стали;
исследовать функциональные свойства разработанных средств защиты металлов.
Научная новизна.
Получены новые данные о влиянии рН среды и строения аминов на их защитную способность.
Впервые обнаружено, что суммарное защитное действие аминов, а также некоторых других классов ингибиторов и ОНГ-ионов часто превышает аддитивное.
Показана возможность создания эффективных ингибиторов коррозии на базе бинарных смесей соединений, одно из которых является генератором ОН"-ионов, другое - склонно к неаддитивному усилению защиты в композициях с ними.
Исследовано влияние разработанного на базе отечественного сырья нового смесевого ЛИК на электрохимическое и коррозионное поведение черных и цветных металлов.
Изучены особенности адсорбции паров разработанного летучего ингибитора коррозии и соединений, входящих в его состав, на железе и углеродистой стали.
Практическая значимость.
Результаты исследования могут быть использованы в научных и прикладных работах по ингибированию коррозии металлов.
Разработан, испытан и внедрен в промышленности универсальный летучий ингибитор атмосферной коррозии ИФХАН-118.
На базе летучего ингибитора коррозии ИФХАН-118 разработаны и испытаны антикоррозионные упаковочные материалы - бумаги и полимерные пленки.
Внесены изменения в ГОСТ 9.014, регламентирующие применение ИФХАН-118 на практике для временной защиты металлоизделий.
На защиту выносятся:
- закономерности влияния рН среды и химической структуры аминов
на коррозию стали;
закономерности взаимного влияния органических ингибиторов коррозии и гидроксил-ионов при защите металлов;
принцип создания эффективных ингибиторов коррозии на базе бинарных смесей соединений, одно из которых является генератором ОН~-ионов, другое - склонно к неаддитивному усилению защиты в композициях с ними;
особенности адсорбции паров разработанного летучего ингибитора коррозии и соединений, входящих в его состав, на железе и углеродистой стали;
- результаты испытаний функциональных свойств разработанных
средств парофазной защиты металлов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на X межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Тамбов, 2003); Международной конференции «Физико-химические основы новейших технологий XXI века» (Москва, 2005); 1-ой и 2-ой Международной конференции «CORROSION AND MATERIAL PROTECTION» (Прага, 2007, 2010), 11-ом Международном коррозионном симпозиуме KORSEM08 (Измир, 2008); Всероссийской конференция «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение» (Москва. 2009), 4-ой Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» «ФАГРАН-2008» (Воронеж, 2008).
Публикации. Представленные в работе результаты опубликованы в 12 печатных работах, в том числе 4 статьях в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертаций, 7 докладах и тезисах докладов в материалах конференций и 1 патенте.
Структура и объем работы. Диссертация содержит 136 страницы машинописного текста, в том числе 13 рисунков, 9 таблиц и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 128 отечественных и зарубежных источников и приложений. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
