用分子连接性方法研究曼尼希碱缓蚀剂的构效关系

介绍了分子连接性方法的基本概念、分子连接性指数的表达式和计算。计算了有缓蚀性能文献数据的4种曼尼希碱(DEAP,PDPP,PAMCH和PAP)的分子连接性指数。对于这4种曼尼希碱,缓蚀性能(20号钢试片70℃和90℃时在加入0.1%提纯曼尼希碱化合物的20%盐酸溶液中的腐蚀速率)与分子连接性指数的0阶项之间无线性关系,引入对于苯环和取代基的修正项后,获得了70℃和90℃下腐蚀速率与分子连接性指数之间的拟合非线性方程,相关系数R2分别为0.975和0.980。利用这2个方程对CHAP的缓蚀性能进行了预测,预测值与文献实验值的相对误差分别为0.6%和3.7%。认为分子连接性方法可用来研究缓蚀剂的构效关系。图2表2参9。

曼尼希碱类缓蚀剂缓蚀性能及其影响因素

酸性介质中曼尼希碱缓蚀剂能够较好地抑制碳钢腐蚀,是典型的吸附型缓蚀剂。曼尼希碱型缓蚀剂与金属发生作用生成钝化膜,或者与介质中的离子发生反应生成沉淀膜,从而使金属的腐蚀速率减小。曼尼希碱型缓蚀剂对金属电极发生了阻滞作用,减小阴、阳极腐蚀反应速率。本文分析了曼尼希碱对碳钢的缓蚀作用行为,及与其他缓蚀剂的协同作用机制,初步探讨了缓蚀作用机理和缓蚀影响因素,为进一步探索和研发新型曼尼希碱海水缓蚀剂提供理论参考。

影响曼尼希碱型酸化缓蚀剂性能的因素

采用静态失重法研究了曼尼希碱型酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响因素,采用扫描电子显微镜研究和分析了N 80钢片表面的腐蚀情况,还采用能谱法研究了N 80钢片腐蚀后组成的变化情况。结果表明,氯化钠、Fe3+质量浓度增大时腐蚀速率增大,缓蚀剂用量增大时腐蚀速率减小,盐酸含量增加时腐蚀速率增大,接触时间延长时腐蚀速率增大,温度降低时腐蚀速率减小;当缓蚀介质用量为500 mL,盐酸、缓蚀剂质量分数分别为15%,1.0%,90℃下处理4 h,N 80钢片的腐蚀速率为3.9887 g/(m2·h),可满足SY/T 5405—1996对酸化缓蚀剂一级品的质量要求。

曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及性能评价

以X肼、苯甲醛和苯乙酮为原料合成了一种曼尼希碱,利用正交试验得出最佳合成条件如下:n(醛):n(胺)=3.1,n(酮):n(胺)=3.0,pH为2,反应时间为7 h,反应温度为80℃。用失重法和电化学方法评价了产物在不同温度、不同酸条件下的缓蚀性能,结果表明,在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为1.0%时,N80钢片腐蚀速率为0.37 g/(m^2·h),高于SY 5405—1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》中缓蚀性能评价的一级标准,且缓蚀剂有较好的抗温抗酸性能,动电位极化曲线测定表明,该缓蚀剂是以抑制阳极过程为主的混合控制型缓蚀剂。

曼尼希碱1-苯基-3-吗啉基-1-丙酮的合成及其对N80钢的缓蚀吸附行为

目前，国内对曼尼希碱类缓蚀剂的研究主要侧重于应用，而对理论方面的报道较少。以苯乙酮、吗啉和甲醛为原料，在pH=2—3条件下合成了曼尼希碱类酸化缓蚀剂1-苯基-3-吗啉基-1-丙酮（MOPP），采用元素分析仪，红外光谱仪分析MOPP的元素组成及结构；采用静态腐蚀失重法和电化学极化曲线法研究了MOPP在15％盐酸中对N80钢片的缓蚀性能，探讨了MOPP对N80钢片的吸附行为，并对吸附热力学和动力学参数进行了计算。结果表明：MOPP具有较高的缓蚀性能，能同时抑制N80钢的阴、阳极腐蚀反应过程，缓蚀效率随着浓度的增加而增加，随着温度的增加而降低；MOPP在N80钢片表面上主要发生化学吸附，且吸附过程是一个自发、放热、混乱程度减小的过程，吸附规律服从Langmuir吸附等温式。