水溶性咪唑啉酰胺的合成及其性能研究

按照四乙烯五胺∶壬酸∶冰乙酸的摩尔比为1∶1∶4.5进行反应物料配制,以甲苯为携水剂,通过端基酰胺化脱水反应、乙酰胺化脱水反应和环化脱水反应,最终制备合成了水溶性咪唑啉酰胺。依据国标方法对水溶性咪唑啉酰胺在不同质量分数下进行水溶性测试研究。结果表明,制备合成的水溶性咪唑啉酰胺具有良好的水溶性。利用GaussView 6可视化软件对水溶性咪唑啉酰胺分子进行结构优化,获得了最高占据分子轨道HOMO和最低未占分子轨道LUMO能量分布图,通过Gaussian 16软件的量化模拟计算分析,得到了最高占据轨道能量(E_(HOMO))和最低未占轨道能量(E_(LUMO)),根据前线轨道理论,揭示了水溶性咪唑啉酰胺的缓蚀性能。同时,利用失重法对水溶性咪唑啉酰胺的缓蚀性能进行研究,并根据扫描电镜(SEM)形貌分析,进一步证明了合成的水溶性咪唑啉酰胺具有良好的缓蚀效果。

富含双键咪唑啉在饱和CO_(2)盐水中缓蚀行为研究

目的合成含有两个双键的亚油酸咪唑啉,与传统的含有单个双键油酸咪唑啉对比,研究其结构对其缓蚀性能的影响。方法在60℃下将Q235钢浸泡于饱和CO_(2)的3%(w)NaCl溶液中,通过失重、电化学测试和缓蚀效率测试,并通过表面分析方法观察腐蚀后钢片形貌变化,最后通过理论计算对合成缓蚀剂进行性能研究。结果电化学与失重结果显示在加入质量浓度为200 mg/L的亚油酸咪唑啉后,缓蚀效率能达到90%,缓蚀性能优于常见的油酸咪唑啉。在结构上,由于亚油酸咪唑啉分子比油酸咪唑啉多了一个双键,增加了咪唑啉缓蚀剂的吸附位点,使其能更好地吸附于金属的表面。结论亚油酸咪唑啉对碳钢有很好的缓蚀性能;在同等实验条件下,缓蚀性能优于油酸咪唑啉;其吸附满足Langmuir吸附等温线;吸附过程中主要通过N—Fe键吸附在Fe表面。

不同脱水剂和催化剂对油酸基咪唑啉缓蚀性能的影响

选用二甲苯、活性氧化铝和硼酸等作为脱水剂或催化剂,分别合成了三种油酸基咪唑啉,利用红外光谱对咪唑啉的结构进行了表征,使用质量损失法、极化曲线法和交流阻抗法等技术比较了三种油酸基咪唑啉缓蚀剂在H_(2)S/CO_(2)饱和的高矿化度溶液中对碳钢的缓蚀性能。结果表明,使用活性氧化铝催化合成的咪唑啉缓蚀效果最好。

咪唑啉季铵盐缓蚀剂改性蒙脱土/水性环氧纳米复合涂料

以油酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,合成了油酸基咪唑啉季铵盐缓蚀剂。通过FTIR、^(1)HNMR对其结构进行了表征,并离子交换至钠基蒙脱土(DK0)层间,制备了缓蚀剂改性蒙脱土(QACDK0)。通过XRD、TGA和UV-Vis对其结构、组成及层间缓蚀剂释放性能进行了表征。结果表明,咪唑啉季铵盐缓蚀剂约占QACDK0质量的38.96%,并将蒙脱土层间距由1.28 nm(DK0)扩大至3.98 nm(QACDK0)。利用DLS及Zeta电位对添加有QACDK0的水性环氧树脂进行了稳定性测试,其Zeta电位为–27.8 mV,具有较高的稳定性。电化学阻抗谱(EIS)测试表明,在腐蚀介质中浸泡30 d后,基于QACDK0制备的清漆漆膜仍具有2.29×10^(8)Ω·cm^(2)的高阻抗,表明涂层具有较好的耐腐蚀性。并且在耐中性盐雾测试中,QACDK0对应的防腐色漆耐盐雾时间最长,验证了该涂层具有良好的耐盐雾性能。

不同碳链长度对称双咪唑啉缓蚀剂的合成与性能研究

以月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和四乙烯五胺为主要原料,反应条件为原料摩尔比1∶1.2,经酰胺化4 h,酰胺化温度150℃,环化4 h,环化温度190℃;后加入氯化苄进行材料改性,反应条件为摩尔比1∶1.2,反应时间10 h,反应温度80℃,得到烷基碳链长度分别为C11(LIRQ)、C13(MIRQ)、C15(MIRQ)、C17(PIRQ)的双对称咪唑啉缓蚀剂。采用红外光谱对其官能团结构进行表征,采用静态失重法和电化学极化曲线法,并通过透射电镜观察试片表面形貌,探究烷基链长度对缓蚀性能的影响。失重实验和极化曲线结果表明,在1 mol/L HCl介质中,随着烷基链长度增加,缓蚀剂浓度和实验温度提高其缓蚀率逐渐增加。

咪唑啉与碘化钾对钢在醋酸中的缓蚀协同效应

采用失重法、动电位极化曲线法、电化学阻抗图谱(EIS)及扫描电子显微镜(SEM)研究了咪唑啉(IM)与碘化钾(KI)对冷轧钢在1.0 mol·L^(-1)醋酸(CH_(3)COOH)介质中的缓蚀协同效应。结果表明,单独咪唑啉对冷轧钢有良好缓蚀效果,缓蚀率随温度和咪唑啉浓度的升高而增大,50℃时最高可达到82%;加入KI复配后,缓蚀效果提高,50℃时达到了90.1%;且缓蚀协同效应系数大于1,两者存在缓蚀协同效应。IM与KI复配前后在钢表面的吸附规律均符合Langmuir吸附等温式,IM/KI复配后吸附平衡常数(K)进一步增大,而标准吸附Gibbs自由能(ΔG^(e))进一步变负。IM、KI、IM/KI均为以阴极抑制为主的混合型缓蚀剂,且IM/KI复配后腐蚀电流密度较复配前明显减小;Nyquist图谱主要包含高频区的容抗弧和低频区的感抗弧,IM与KI复配后电荷转移电阻增加。SEM微观形貌分析得出,IM与KI复配后更为有效地降低了醋酸对钢表面的侵蚀。

双杂环月桂基咪唑啉季铵盐阻锈剂的阻锈效果

为了探究双杂环月桂基咪唑啉季铵盐阻锈剂(IQS)的阻锈效果,采用双向电迁移(ECE)技术、动电位极化法、总有机碳法、离子色谱法测试IQS的缓蚀率(η)、钢筋表面吸附量及钢筋附近自由Cl^(-)浓度,并与氨基醇复合内掺型阻锈剂(DCI)、可溶性羧酸铵盐外涂型阻锈剂(MCI)的阻锈效果进行对比。结果表明:3组钢筋缓蚀率分别为η_(DCI)(20.0%)>η_(IQS)(13.5%)>η_(MCI)(6.5%),3组钢筋附近阻锈剂含量分别为c_(DCI)(2.0 mg/g)>c_(IQS)(1.5 mg/g)>c_(MCI)(0.8 mg/g),IQS组钢筋附近自由Cl^(-)浓度最低;ECE处理使得IQS解离出的-R_(4)N^(+)内迁效率优于MCI自由迁移效率,并促进了钢筋附近自由Cl^(-)外迁,但η_(IQS)仍低于η_(DCI),可通过优化电流密度和通电时间提升IQS的阻锈效果。

基于机器学习的CO_(2)-咪唑啉体系腐蚀速率预测模型研究

针对以往缓蚀剂性能预测模型缺乏对CO_(2)腐蚀环境的考虑,以CO_(2)环境参数和咪唑啉类缓蚀剂相关参数作为输入特征,通过数据搜集、数据补全、特征筛选构建数据集,对比KNN、SVR、RF、GBDT算法的预测模型。结果表明考虑环境参数的缓蚀性能预测模型是可行的,四种模型的R2均大于0.9,其中GBDT模型预测效果最好,R2为0.957,MRE为20.9%;SVR模型预测效果最差,R2为0.922,MRE为83.3%。

月桂酸咪唑啉对铜在盐酸溶液中缓蚀行为研究

通过电化学方法中动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究月桂酸咪唑啉在0.5 mol/L盐酸中对铜的缓蚀行为,采用量子化学计算(Gaussian)、分子动力学模拟(MD)的方法探究月桂酸咪唑啉的缓蚀机理。研究结果表明:0.1 mmol/L月桂酸咪唑啉对0.5 mol/L盐酸中铜的缓蚀效率最高,为96.58%,增大浓度反而会降低缓蚀效率;月桂酸咪唑啉以物理吸附和化学吸附两者结合的方式形成吸附膜,吸附膜相对致密,其中咪唑啉环呈现平行吸附的特点。

基于油酸咪唑啉组分的阳离子加脂剂制备

油酸咪唑啉作为阳离子加脂剂的活性成分,其由油酸和羟乙基乙二胺进行合成;研究将油酸咪唑啉与中性油复合后,通过相转化法制备获得乳液型阳离子皮革加脂剂(GC)。对油酸咪唑啉组分及GC进行分析,并与市售阳离子加脂剂FC进行对比。结果表明,GC具有较好的乳化稳定性,其乳液平均粒径为2.21μm,小于FC(3.21μm);在黄牛皮沙发革的加脂应用中,采用GC加脂的坯革相较于FC具有更好的油润感、手感持久度、耐光性及物理力学性能。实验表明,GC是一种良好的阳离子加脂剂。

烷氧基化咪唑啉阻锈剂对钢筋混凝土性能的影响

在海洋环境下钢筋混凝土结构因氯离子的腐蚀会过早破坏,添加阻锈剂可以提高钢筋混凝土的性能。通过电化学极化曲线及阻抗测试评价了不同添加量的烷氧基化咪唑啉阻锈剂对Q235碳钢在不同温度含3.5%(质量分数)NaCl的饱和Ca(OH)_2溶液中的阻锈性能,通过对混凝土的性能测试,研究了该阻锈剂对钢筋混凝土性能的影响。结果表明,烷氧基化咪唑啉阻锈剂的阻锈性能随着腐蚀体系温度的升高而增强,当阻锈剂添加量为40 g/L、测试温度在35℃时,阻锈效果最佳;并且该阻锈剂具有一定的引气性,能够增加混凝土的坍落度,降低水泥净浆的凝结时间,减小对水泥净浆流动度的影响,提高混凝土的力学性能及抗氯离子渗透性能。烷氧基化咪唑啉阻锈剂的加入改善了混凝土的内部结构,提高了混凝土的耐久性。

癸酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂对HEDP体系的缓蚀与阻垢性能影响

以癸酸,二乙烯三胺以及氯化苄为原材料反应得到癸酸咪唑啉季铵盐(DI)缓蚀剂。采用失重法、扫描电镜(SEM)以及电化学测试等评价了DI缓蚀剂在1%(质量分数)羟基乙叉二膦酸(HEDP)溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明:当DI质量浓度为400 mg/L时,缓蚀率达到74.94%。采用静态沉积法研究了DI对1%HEDP体系中碳酸钙的阻垢性能。结果显示,DI的加入提升了HEDP对碳酸钙垢的阻垢效果。当DI的质量浓度为600 mg/L时,阻垢效率可达93.64%,相较于未加DI时,提高了10%左右。通过分子动力学模拟研究了DI和HEDP在方解石(104)和(102)两个晶面的吸附行为。

地沟油制备水溶性咪唑啉缓蚀剂及其缓蚀性能研究

以地沟油、二乙烯三胺为原料制备咪唑啉缓蚀剂,当地沟油与二乙烯三胺摩尔比为1:1.2,环化温度为140℃,时间为3 h,酰胺化温度为150~160℃,时间为2 h,季铵化温度为140℃,反应时间为3~4 h,可合成水溶性咪唑啉缓蚀剂。通过静态挂片失重法和电化学极化法对其缓蚀效果进行评价,结果表明,在1mol/L的盐酸介质中,当缓蚀剂添加量浓度为100 mg/L时,缓蚀性能最好。存放1 d的缓蚀剂缓蚀效率可高达99.02%。存放6个月后的缓蚀剂缓蚀效率下降为95.76%,仍能很好地满足工业要求。电化学极化曲线可以看出此法制备的咪唑啉缓蚀剂为阴极型缓蚀剂。

妥尔油酸咪唑啉磺酸盐与异构十三醇聚氧乙烯醚复配性能研究

妥尔油酸咪唑啉磺酸盐(TOSⅡ)与异构十三醇聚氧乙烯醚(1309)按不同质量比复配,考察了体系表面张力、浊点、耐碱性和泡沫等物化性能。结果表明,随着1309质量浓度的增加,能显著降低体系的表面张力,提高润湿性;随着TOSⅡ质量浓度的增加,能显著提高1309的浊点和耐碱性;泡沫、乳化性、去污性和除食用油也展现出较好的协同效应,TOSⅡ与1309质量比为2︰1时,泡沫最高,乳化大豆油的时间较长,去污最好。

两性咪唑啉缓蚀剂的开发及性能优化

咪唑啉缓蚀剂是在海上油田应用最广泛的缓蚀剂产品,两性咪唑啉以其性能较好、配伍性优秀的特点具备很好的应用前景。本文以不同的酸、胺和改性剂为原料依次合成了咪唑啉中间体及两性咪唑啉缓蚀剂。通过调节酸胺的类型和比例研究了产品的结构与缓蚀效果的关系。结果表明,原料酸、胺的类型以及改性剂的比例均对缓蚀剂的缓蚀性能产生影响,较合理的原料比例为咪唑啉∶改性剂∶碱为1∶4∶3。

硫脲基咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及效果评价

【目的】使用硫脲、油酸、二乙烯三胺为原料合成硫脲基咪唑啉季铵盐缓蚀剂。【方法】通过产品收率计算获得最佳物料配比,使用傅里叶红外光谱分析对合成的缓蚀剂官能团进行表征,确认缓蚀剂的合成效果。在含有不同缓蚀剂的腐蚀介质中进行静态挂片失重试验,计算金属的腐蚀速率和药剂缓蚀率,并对金属表面微观形貌进行表征分析。【结果】当油酸、二乙烯三胺的物料配比为1∶0.8时,药剂的合成效果最佳,收率最高;当腐蚀介质中药剂含量升高,对金属的缓蚀作用增强,当浓度达到150 mg/L时,缓蚀能力最佳。【结论】对金属表面进行微观形貌观察发现,含有药剂的金属表面形成了一层稳定的金属钝化膜,说明药剂起到了很好的缓蚀效果。

月桂酸咪唑啉季铵盐及其复合缓蚀剂的缓蚀性能

以月桂酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,合成了月桂酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂,并对产品进行了红外表征。在CO_(2)浓度为500 mg/L的模拟矿井水中,腐蚀温度为50℃,缓蚀剂总使用浓度为60 mg/L的条件下对月桂酸咪唑啉季铵盐及复配缓蚀剂进行电化学缓蚀性能测试。静态腐蚀失重测试结果表明,在二元复配缓蚀剂中,月桂酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂与二氧化硫脲具有更好的协同效应,在质量比为1∶2时,缓蚀率达到了85.30%。交流阻抗测试结果表明,在二元复配缓蚀剂中,月桂酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂与二氧化硫脲具有更好的协同效应,在质量比为1∶2时,缓蚀率达到了86.68%。极化曲线测试结果表明,月桂酸咪唑啉季铵盐与二氧化硫脲复配的缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂;其他配方均是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂。由极化曲线参数计算的缓蚀率与阻抗测试的结果基本一致。

MTB咪唑啉固化剂的制备及性能研究

采用二聚酸、四乙烯五胺对自制的2-氨基乙基十七烯基咪唑啉接枝改性,制备了MBT咪唑啉;向制备的MBT咪唑啉中加入一定质量的改性脂肪胺、DMP-30及苯甲醇,制备了一款固化速率快且低温固化性能优异的MBT咪唑啉固化剂;MBT咪唑啉固化剂与中海油常州环保涂料有限公司生产的MC-STE-2改性环氧漆A组份配套,涂层表干时间、实干时间满足测试标准,且在Sa2.5表面、潮湿表面及ST2表面均表现出良好的附着力及防腐性能。

水溶性咪唑啉酰胺对A3钢的缓蚀性能研究

利用GaussView 6和Gaussian 16软件对水溶性咪唑啉酰胺分子进行结构优化,通过轨道能量计算得到能量差,根据能量差揭示其缓蚀机理,并进一步揭示了水溶性咪唑啉酰胺对A3钢的缓蚀机理。同时,采用旋转挂片实验、电化学方法和扫描电子显微镜分析研究了水溶性咪唑啉酰胺在盐酸介质中对A3钢的缓蚀性能。结果表明,在腐蚀介质为1 mol/L的稀盐酸溶液中,(45±1)℃条件下,水溶性咪唑啉酰胺最佳加入量为15 mg/L,缓蚀率高达96.8%;电化学实验极化曲线与旋转挂片实验结果一致,通过扫描电镜可以看出,水溶性咪唑啉酰胺对A3钢具有显著的缓蚀效果。

咪唑啉衍生物的缓蚀机理计算及性能研究

采用量子化学方法分析了咪唑啉衍生物的结构特征,设计了3种咪唑啉衍生物:咪唑啉、甲苯基咪唑啉、硝基苯基咪唑啉;对其分子结构、电荷分布、轨道能量,及其与Fe原子配位的结合能和配位化合物的结构特征进行了计算,分析Fe原子与不同咪唑啉衍生物分子间作用力和结合能的变化规律;进而,合成得到3种相应的化合物,对其缓蚀性能进行评价。结果表明:咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀性能由强到弱的顺序为:甲苯基咪唑啉>咪唑啉>硝基苯基咪唑啉。咪唑啉衍生物分子中取代基供电子能力越强,咪唑啉衍生物分子和Fe原子的前线分子轨道能量差越小,二者发生配位作用吸附在金属表面的作用效果越好,缓蚀剂的缓蚀性能越优秀。