Целью настоящей работы является создание физико-химических и технологических основ получения новых видов ингибиторов коррозии на основе модифицированных форм лигнина для металлоконструкции.
Ключевые слова: модификатор, лигнин, гексаметилентетрамин, фурфуриловый спирт, кислотная коррозия, химическая устойчивость, фосфатный слой, хелатная структура
The purpose of this work is the creation of physicochemical and technological bases for the production of new types of corrosion inhibitors based on modified forms of lignin for metal structures.
Keywords: modifier, lignin, hexamethylenetetramine, furfuryl alcohol, acidic corrosion, chemical stability, phosphates layer, chelate structure
Сегодня в отечественной практике насчитывается свыше 100 различных композиций для ингибирования коррозии арматурной стали. Наилучшие результаты достигаются при применении ингибиторных добавок к цементу нитритов натрия и кальция. Недостатками существующих ингибиторов является дороговизна и малодоступность, а также невозможность их применения для борьбы с многокомпонентной солевой коррозией.
Использование технического гидролизного лигнина и его модификаций в качестве основы преобразователя ржавчины связано с тем, что в его составе присутствуют фенольные, гидроксильные и карбоксильные группы, взаимодействующие с продуктами коррозии и связывающие ионы железа в комплексные соединения хелатного строения.
С этой позиции продукты окислительной деструкции лигнина могут быть эффективными ингибиторами коррозии, только при условии подбора соответствующих растворителей и другого ингибитора, усиливающего синергизм. Из этого вытекает необходимость усиления ингибирующей способности нитролигнина, добавляя к нему небольшие количества другого ингибитора. Для этой цели мы использовали гексаметилентетрамин (CH2)6N4, который является одним из наиболее известных представителей ингибиторов кислотной коррозии. На применении хелатообразующих добавок основано защитное действие, так называемых, преобразователей (модификаторов) ржавчины. Сущность их ингибиторного действия заключается в образовании с ионами железа комплексных соединений хелатного типа. Вместе с тем, известны вполне успешные попытки использования в качестве источника хелатообразующих агентов лигнина и продуктов его химической обработки. В связи с этим, нами были испытаны в качестве ингибиторных добавок к цементу суспензия гидролизного лигнина, продукты окислительной деструкции лигнина. Для определения активности композиции на основе растворимой фракции нитролигнина нами проведен ряд опытов. На таблице приведены данные, полученные при применении в качестве ингибиторной добавки к цементу продукты деструкции лигнина. Эта добавка показывает несколько больший ингибирующий эффект, чем добавки суспензии лигнина, поскольку она в какой-то мере проявляет хелатообразующее действие. Известно, что различные продукты окислительной деструкции гидролизного лигнина, в том числе и нитролигнина, оказывают ингибирующее влияние на процесс коррозии арматурной стали в среде кислого цемента. Поскольку продукты химической переработки лигнина используются в антиокррозионной практике как преобразователи ржавчины и механизм их действия связывается с их хелатообразующими функциями. Предварительные опыты показали достаточно высокую эффективность нитролигнина как ингибиторной добавки к бетону. Соответствующие данные приведены ниже в таблице.
Таблица 1
Результаты стендовых испытаний ингибиторного действия продуктов окислительной деструкции гидролизного лигнина
|
Ингибитор |
Дозировка ингибитора от массы цемента,% |
Возраст цемента |
|||||||
|
7 суток |
28 суток |
||||||||
|
Потеря в весе, стер-женя, г |
Потеря в весе, г/м2 |
Скорость коррозии, г/м ч 10–3 |
Защитное действия, % |
Потеря в весе стер-женя, г |
Потеря в весе, г/м2 |
Скорость коррозии, г/м ч 10–3 |
Защитное действие, % |
||
|
Без ингибитора Продукт деструкции лигнина |
— 0,3 0,5 1,0 |
0,0086 0,0012 0,0013 0,0057 |
5,7333 0,8000 0,8666 3,8000 |
34,1267 4,7619 5,1583 22,6190 |
— 86 85 34 |
0,0106 0,0010 0,0007 0,0008 |
7,0650 0,6666 0,4666 0,5333 |
10,5133 0,9919 0,6943 0,7936 |
— 71 73 72 |
Результаты измерений для суспензии гидролизного лигнина, приведенные на таблице показывают, что суспензия гидролизного лигнина сама по себе обладает заметным (слабым) ингибирующим действием, хотя этот эффект значительно ниже, чем для нитрита натрия.
По устранению вышеуказанного недостатков нами разработан способ получения ингибиторной композиции коррозии на основе нитролигнина и ГМТА при весовом соотношении 1: 0,001, который решает задачу и усиливает ингибирующую способность. Отличительной особенностью ингибиторной композиции является то, что её компоненты легко доступны, технология приготовления и использования проста. В этой композиции компоненты смеси в отдельности или совместно в виде промежуточного комплекса, могут изменить природу взаимодействия поверхности металлов с окружающей агрессивной средой и, тем самым, усилить защитное действие ингибиторов. Этот приём приобретает особую актуальность для защиты от коррозии металлических конструкций, контактирующих с многокомпонентными средами, т. е. пригодных в условьях Приаралья.
Таким образом, подводя итоги вышеизложенному, следуют отметить что, многотоннажный отход гидролизных и биохимических заводов — гидролизный лигнин вполне может быть использован в качестве сырья для производства на его основе антикоррозионных материалов.
Литература:
- Рачев Х., Стефанова С. Справочник по коррозии: пер. с болг. / Под ред. Исаева Н. И. – М.: Мир, 1982. – 520 с.
- Розенфельд И. Л., Рубинштейн Ф. И. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. – М.: Химия, 1980. – 200 с.
- Рейбман А. И. Защитные лакокрасочные покрытия. – Л.: Химия, 1978. – 296с
- Дамаскин Б. Б., Петрий О. А. и др. Практикум по электрохимии. Учебное пособие для хим. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1991. – 288 с.
- Дамаскин Б. Б., Петрий О. А. и др. Практикум по электрохимии. Учебное пособие для хим. спец. вузов.
