Комбінаційні леткі інгібітори атмосферної корозії сталі на основі органічних сполук рослинної сировини

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 – хімічний опір матеріалів та захист від корозії. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2014. Дисертаційна робота присвячена розробці летких інгібіторів атмосферної корозії (ЛІАК) сталі на основі органічних сполук рослинного походження. Вивчення різних екстрактів рослинної сировини та відходів її переробки показало доцільність використання шроту ріпаку та шишок хмелю для розробки парофазних інгібіторів корозії. Встановлено компонентний склад ізопропанольних екстрактів шроту ріпаку та шишок хмелю. Визначено, що протикорозійна дія екстракту шишок хмелю забезпечується монотерпеновими фенолами (тимол, карвакрол, ментол) та альдегідами (бузковий альдегід, ванілін), а інгібуюча дія екстракту шроту ріпаку – кетонами (3,5-диметоксиацетофенон), альдегідами (бузковий альдегід) та глікозидами (гуанозин). Розроблено високоефективні синергетичні комбінаційні склади ЛІАК на основі екстрактів рослинної сировини і N-вмісних органічних сполук, що забезпечують надійний захист сталі при конденсації вологи (98,5…99,5%). Встановлено, що екстракти шроту ріпаку і шишок хмелю та комбінаційні склади ЛІАК на їх основі є інгібіторами змішаного типу. Інгібування корозії сталі відбувається за рахунок блокування сталевої поверхні хімічно адсорбованими молекулами сполук. В промислових умовах складського приміщення та на відкритому майданчику встановлено, що розроблені комбінаційні інгібітори у складі пакувального матеріалу (інгібованого паперу) забезпечують тимчасовий захист металопрокату.based on plant materials – Manuscript. The Dissertation for the Degree of Candidate of Engineering Science, speciality 05.17.14 – Chemical resistance of materials and corrosion protection. – National Technical University of Ukraine «Kiev Polytechnic Institute», Kyiv, 2014. The dissertation covers the studies of development volatile inhibitors atmospheric corrosion for steel based on organic compounds of plant materials. The study of various extracts plant material and its processing wastes showed the feasibility of using rapeseed cake extract and hop cones extract to develop vapor-phase corrosion inhibitors. The volatile chemical composition the extract of cake oil rape seeds and hop cones were analysed by gas chromatography–mass spectrometry methods. It was found the inhibition action of hop cones extract is probably attributed to the presence of monoterpene phenols (thymol, carvacrol, menthol) and aldehydes (Benzaldehyde, 4-hydroxy-3,5-dimethoxy), the inhibition action the rapeseed cake extract was attributed to the presence of ketone (3',5'-Dimethoxyacetophenone), aldehydes (Benzaldehyde, 4-hydroxy-3,5-dimethoxy) and glycosides(guanosine). The effective synergistic mixture composition of volatile inhibitors based on organic compounds of plant materials and N-contained compounds was developed. It is established, that extracts of cake oil rape seeds and hop cones and composite mixtures based on them are mixed type inhibitor. Inhibition of corrosion steel is due to blocking of steel surfaces chemically adsorbed molecules compounds. In terms of industrial warehouse and open area found that inhibitors developed composite consisting of packaging material provide temporary protection of metal.Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.17.14. – химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2014. Диссертационная работа посвящена разработке летучих ингибиторов атмосферной коррозии стали (ЛИАК) на основе органических соединений растительного происхождения. На основе комплекса исследований различных видов растительного сырья и отходов его переработки установлено, что наиболее перспективными для создания парофазных ингибиторов коррозии являются изопропанольный экстракт шрота рапса и шишек хмеля (Z = 70…90 %). Хромато-масс-спектральным методом изучен компонентный состав экстрактов шрота рапса и шишек хмеля. Установлено, что основными компонентами изопропанольного экстракта шишек хмеля являются альдегиды (14%), фенольные соединения (25%); карбоновые и фенолкарбоновые кислоты (9%), терпены (14 %) и терпеноиды (17 %), кетоны (11%). Основными компонентами экстракта шрота рапса являются гликозиды (29%); альдегиды (14%), кетоны (18%), стероиды (16%), а также насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты (21%). На основе квантово-химических расчетов (по значению энергии высшей занятой молекулярной орбитали (EВЗМО) и по сопоставлению потенциала ионизации органических соединений с величиной «резонансного потенциала» стали) проведена прогнозная оценка адсорбционной способности основных компонентов растительных экстрактов. На модельных веществах проведена сравнительная оценка противокоррозионной эффективности основных компонентов растительных экстрактов как летучих ингибиторов атмосферной коррозии стали. Подтверждена корреляционная зависимость между ингибирующей эффективностью и значением EВЗМО основных компонентов растительных экстрактов. Установлено, что основной вклад в ингибирующую эффективность экстракта шишек хмеля вносят такие компоненты как, монотерпеновые фенолы (тимол, карвакрол), ментол и альдегиды (сиреневый альдегид, ванилин), а противокоррозионное действие экстракта шрота рапса обусловлено: сиреневым альдегидом, кетоном – 3,5-диметоксиацетофеноном и гликозидом (гуанозином). Разработаны высокоэффективные синергетические комбинационные составы летучих ингибиторов атмосферной коррозии стали на основе экстрактов растительного сырья и N-содержащих органических (триэтиламин, 1,2,3- бензотриазол) соединений, обеспечивающих высокий уровень защити стали при конденсации минерализованной пленки влаги (98,5…99,5%). Показано, что растительные экстракты и комбинационные составы являются ингибиторами смешанного типа, тормозящими как анодную, так и катодную реакции коррозионного процесса. На основе комплекса исследований динамики испарения летучих соединений растительных экстрактов, изменения защитных свойств и морфологии формируемой за это время защитной пленки, установлено, что формирование защитного слоя для экстрактов растительного сырья происходит в течении ~40…48 часов, а для комбинационных летучих ингибиторов атмосферной коррозии ~24…40 часов. Защита от коррозии стали происходит за счет блокирования (экранирования) поверхности металла химически адсорбированными молекулами компонентов. Для увеличения термина противокоррозионной защиты разработанных ЛИАК и облегчения их ввода в упаковочный материал, рекомендовано дополнительно вводить, омыленный соапсток (отход масложировой промышленности (0,15-1 мас.%)), который понижает давление насыщенного пара ингибитора за счет загущения состава и обеспечивает пролонгированное защитное действие на длительный период. Промышленными испытаниями в условиях складского помещения и на открытой площадке доказана высокая противокоррозионная эффективность разработанных комбинационных составов в виде ингибированной бумаги