Jak wykazać, że środki powierzchniowo czynne działają jako inhibitory korozji poprzez efekt pokrycia geometrycznego

2019-08-06 18:07:03

Niektóre środki powierzchniowo czynne o właściwościach hamujących korozję są powszechnie stosowane w roztworach słabo kwaśnych i obojętnych, zwłaszcza w ściekach zaolejonych, gdzie odporność na korozję metali zwykle opiera się na lipofilowych środkach powierzchniowo czynnych. Środki powierzchniowo czynne hamujące korozję mogą tworzyć warstwę adsorpcyjną na powierzchni metalu. Analiza widma energii XPS i elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna powierzchni elektrody metalowej w środowisku korozyjnym zawierającym środki powierzchniowo czynne mogą wykazać, że środki powierzchniowo czynne działają jako inhibitory korozji poprzez efekt pokrycia geometrycznego.

Gdy środek powierzchniowo czynny adsorbuje się na powierzchni metalu, jego grupa hydrofilowa adsorbuje się na powierzchni metalu. Ze względu na inny charakter grupy hydrofilowej ma ona fizyczną lub chemiczną adsorpcję na powierzchni metalu. Izotermy adsorpcji różnych środków powierzchniowo czynnych na powierzchni metalu odpowiadają różnym izotermom adsorpcji. Gdy stężenie środków powierzchniowo czynnych jest niskie, na powierzchni metalu tworzy się jednocząsteczkowa warstwa adsorpcyjna. Hydrofobowa, niepolarna część tworzy wodoodporną barierę pokrywającą powierzchnię metalu w roztworze wodnym. Gdy stężenie jest wysokie, na powierzchni metalu tworzy się dwuwarstwowy film adsorpcyjny w wyniku oddziaływania grup hydrofobowych. Zwiększenie stężenia środka powierzchniowo czynnego może poprawić jego skuteczność hamowania korozji. Gdy stężenie wzrasta do nasyconej adsorpcji na powierzchni metalu, skuteczność hamowania korozji wykazuje dobrą wydajność. W przypadku szeregu środków powierzchniowo czynnych skuteczność hamowania korozji osiąga wysoki poziom w pobliżu krytycznego stężenia miceli cmc. Rodzaj

Wpływ hydrofobowego długiego łańcucha alkilowego na hamowanie korozji jest złożony. Gdy długość łańcucha jest krótka, a liczba alkilowa w heteroatomach jest mała, hamowanie korozji środków powierzchniowo czynnych można zwiększyć poprzez zwiększenie łańcucha węglowego i grupy alkilowej. Dzieje się tak, ponieważ adsorpcja środków powierzchniowo czynnych na powierzchni metalu jest wiązaniem koordynacyjnym utworzonym przez heteroatomy dostarczające pojedyncze elektrony jonom metali na powierzchni metalu. Alkil jest grupą odpychającą elektrony. Wzrost łańcucha węglowego i alkilu może nasilić efekt odpychania elektronów, zwiększyć gęstość chmury elektronów na heteroatomach i sprawić, że utworzone wiązanie koordynacyjne będzie bardziej stabilne. Pomocne jest zwiększenie skuteczności hamowania korozji. Jednakże rozpuszczalność środków powierzchniowo czynnych o zbyt długim łańcuchu węglowym spada, tak że stężenie środków powierzchniowo czynnych w środowisku korozyjnym nie może osiągnąć stężenia wymaganego do adsorpcji nasyconej. Zatem po osiągnięciu określonej długości łańcucha skuteczność hamowania maleje poprzez dalsze zwiększanie liczby atomów węgla. Rodzaj

Aminy długołańcuchowe są powszechnie stosowane jako inhibitory korozji metali w środowisku kwaśnym. Na przykład chlorek cetylopirydyny jest aminą trzeciorzędową i można go stosować jako inhibitor korozji cynku w roztworze kwasu solnego o stężeniu 0,5 mol/l.

Niejonowy środek powierzchniowo czynny, ester kwasu tłuszczowego sorbitolu i polioksyetylenowa pochodna estru kwasu tłuszczowego sorbitolu, mogą być stosowane jako inhibitor korozji stali w układzie wodnym. Eter alkilofenolowo-polioksyetylenowy można stosować jako inhibitor korozji stali w połączeniu z boranem metalu alkalicznego i kwasem azotowo-molibdenianowym. Jako inhibitor korozji metali w studniach zatłaczania wody z pól naftowych można stosować mieszaninę eteru nonylofenolu i polioksyetylenoaminy z cykliczną czwartorzędową solą amoniową i alkoholem alkinylowym.