Tiến hành khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép CT; trong môi trường chất điện li là dung dich HCI 2M, NaCl 3,5% của các hợp chất trên bằng phương pháp khối lượng và phương pháp điện hoá.
Trang 1_ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUONG DAI HOC KHOA HOC TU NHIEN
NGUYEN TRONG DAN
NGHIEN CUU DIEU CHE VA KHA NANG UC CHE CHONG AN MON KIM LOAI TRONG MOI TRUONG CHAT DIEN LI
CUA MOT SO HOP CHAT HUU CO
Hà Nội - 2012
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYÊN TRỌNG DÂN
NGHIÊN CỨU DIEU CHE VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHE
CHONG AN MON KIM LOẠI TRONG MOI TRUONG CHAT ĐIỆN LI
CUA MOT SO HOP CHAT HUU CO
Chuyên ngành : Hóa lý thuyết và Hóa lý
Mã số: 60 44 31
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Xuân Sén
Hà Nội - 2012
Trang 3MỤC LỤC
i08 1 Chương 1: TONG QUAN ussssssssssssssssssssssssssssssssssssssssessnssssssessnssssseesssssssees 2
1.1 Khai quát về ăn mòn Kim lOạÌ - 2-5 s22 s£s££seSsessessessessess=sessee 21.1.1 Khái niệm vé ăn mòn Kim ÏOqi 2-22 ©s< se ceexeeeeersreseeereererrerreresre 2
1.1.2.Phân loại các quá trình Gin mon KỈ ÏOQI co 5G Ă Ăn se 2
1.2 Tiêu chuẩn đánh giá độ ăn mòn -s- 2s se ssssessesseessessessessesse 5
1.2.1 Chỉ tiêu khuynh Hướng Gn MON (Ă;) co <5 << Ă SH HH ng e, 5
1.2.2 Chỉ tiêu vet ăn MON (Key) -5- <5 <6 <s€ESEk€ESEEEEEEeEkEESEkEEsEkereeeerkersrerrererree 51.2.3 Chỉ tiêu chiều sâu ăn MON (P) 2-22 ©cs©ss©ss+eEeeteererrsrxsresresreererreee 5
1.2.4 Chỉ tiêu thay đổi khối lưỢig, -.e- << ©cece<ceeSxeEreereerkerkeerrreerkrrerrerreree 5
1.2.5 Chỉ tiêu thé tich GN MON e -s°©e£++©+ee©+E+tettrttstrrrtetrrrtesrrrresrrrrreee 6
1.2.6 Chi tiêu dòng điỆH GN MON (ijn) -.- 5 <5 HH HH Hi nh nh nhưng ngờ 6
1.2.7 Chỉ tiêu thay đổi tính chất cơ học do GN HHÒN - 2s se ©ss©ssecsccsecsee 6
1.2.8 Chỉ tiêu thay đổi điện frở - + ©c+ se ©xeSxeEteeEterxerxerreereereerserrerrerrkee 6
1.2.9 Chỉ tiêu phản XA dO GN MOM << cọ HH HH Hư 6
1.3.Các phương pháp chống ăn mòn kim lại . -s- s2 sssssess=ssessessss 61.3.1.Chọn và chế tạo vật liệu có độ bền vững CHONG ăn MON €a0 -. 6
1.3.2 Cách ly kit loi VỚI MOT ẤHFHYỜIHg << << << TT nung re 7 1.3.3 Các phương pháp bảo vệ điỆH ÏLO Ú -o-< 5< 5< set xseteesteesreerersseerersre 8
1.3.4 Bảo vệ kim loại bằng phương pháp dùng chất ức CN 91.4 Các phương pháp nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn thép CT; của các
Chất ỨC CHE ssssssssssssssssssssscssssssscsssssssssssssssssssssssesssssssssssssssssssssssssssssssssssnsssssssssessssssses 12
1.4.1 Phương pháp điện hoá- do đường cong phHẬH CỰC -<<=<<<<<<<e<sss 12
1.4.2 Phương pháp khi ÏU0IHg 5< 5< ecsEcsEkeEeeEketeereerrererrsrkerrerrereererre 131.5.Giới thiệu về các chat ức chế ăn mòn trong môi trường axit 13
Trang 4Chương 2: THỰC NGHIỆM 2 22sesseeecrvvesssrrre 152.1 Chuẩn bị thí nghiệm 2-2 s << s2 s£Es£EsEs£Es£EsESsEsEseEsEseEsersessessese 152.1.1 Thiet bị và AUNG CỤ -c-c-c- << << ke EkEkEkeEeEeEeEeEekeEeteresereeereesereeerersresee 15
nnn sen- AE na wanes y setae ee 2 san aan bon na asarsanaannananasesananssesaarne sa -.=- «
TO cá HH HH H00 0000004896808008036004004006008080000400800000016000000000409080000604900000040040008000000 17Chương 3: KET QUÁ VÀ THẢO LUẬN 19
3.1.Két quả tổng hợp 2-benzyliden-N-phenylhydrazincacbothioamit và dẫn
ri 8110) 000 A 193.2.Kết quả đánh giá khả năng ức chế ăn mòn thép CT; trong môi trường HCI
2M của các hợp chat DBP bằng phương pháp mắt khối lượng 20
3.2.1 Anh hưởng của nông độ chất MBP đến tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
trường HCl 2M bằng phương pháp đo đường cong phân cực - 25
3.3.1 Anh hưởng của nông độ chất MBP dén tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
UWONG HCI 2M PA SE nh mai 25
3.3.2 Ảnh hưởng của nông độ chất HBP đến tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
Trang 53.4 Kết quả đánh giá khả năng ức chế ăn mòn thép CT3 của DBP trong môi
trường NaCl 3,5% bằng phương pháp đo đường cong phân cực 333.4.1 Ảnh hưởng của nông độ chất MBP đến tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
////1-0À/000 Thy 37
3.4.6 Ảnh hưởng của nông độ chất NBP dén tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
fFƯỜN NACT 3,.Š%G - 5 HH HH HH Hi Hi Hi HH Hi 00 38
3.5 Nghiên cứu anh hưởng của nhiệt độ đến quá trình ăn mòn thép CT3 trong
môi trường HCI] 2ÌM d5 6 S9 94 99 599 94.9 0.9009 9980999 8009099048096 8.0 40
5000/90 3':.),)p).ặH ,ÔỎ 43
TÀI LIEU THAM KHẢO 2+++zcctttrzzZvrrrrrrrrrrre 44
PHU LUC 2 46
Trang 6ISPBP ở các nồng độ khác nhau -2- 2-52 2 E+EE£SE£2EE2EE£EEEEEEEEEEEEEErErrrrerkerg 27
Hình 3.5: Đường cong phân cực của thép CT; trong HCl 2M có mặt chất ức chế
BBP ở các nồng độ khác nhau 22-222 S£+EE£2EEt2EE£EEESEEESEECEEEEEEeerkerrrkrrrree 28
Hình 3.6: Đường cong phân cực của thép CT; trong HCl 2M có mặt chất ức chế BP
ở các nông đô khác nhau - - - - - << + << EEEEEEEEEEEEEE 1111111 EE555555555555 51111 k kg 29
1111111 7.Ơ 111C qua UqđƯỪ VY ley z1 Của var CIIqL wus LLU 1 ⁄41V1 ULLU puuyvils puiap
đo đường cong phân CUC 0 cecescceseesseesseeeceseeseeeseeeeeeseeeseeeseceeeeseeeseseseseseseeeeenseeeees 32Hình 3.9: Đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl 3,5% có mặt chất ức chế
MBP ở các nồng độ khác nhau 2-2 2 2 £+E£SE£EE£EE£EEEEE+EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrrerree 33Hình 3.10: Đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl 3,5% có mặt chat ức chế
HBP ở các nồng độ khác nhau - 2-2-5 ©S£2SE+EE£EE£EEE2EE2EEEEEEEEEEEEEEEEErrErrrrrrkerg 34
Hình 3.11: Đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl 3,5% có mặt chat ức chế
ISPBP ở các nồng độ khác nhau -2¿22¿©5222E22EE2EE2EEESEEESEEEEEerEeerxrrrkrrrree 35Hình 3.12: Đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl 3,5% có mặt chat ức chế
BBP ở các nồng độ khác nhau -2- 2:22 ©5£+2E£2EE2EEEEEESEEESEEEEEtEkeerkerrkrrrree 36Hình 3.13: Đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl 3,5% có mặt chat ức chế
Trang 7BP ở các nồng độ khác nhau - 5° 2S SE2SE2E‡EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrrrree 37Hình 3.14: Đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl 3,5% có mặt chat ức chế
NBP ở các nồng độ khác nhau 2-2 2 2S SE£SE#EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrrrree 38Hình 3.15: Hiệu quả bảo vệ thép CT3 của các chất trong NaCl 3,5% theo phương
pháp đo đường cong phân CỰC - -c- 5 5+1 vn ng ng ng nh nưệt 39
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của InQ vào 1/T khi không có chất ức chế
và có các chat ức chế ở nồng độ 10 ỶM - 2-2-2 2+EE+EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrkrred 41
Trang 8DANH MỤC CÁC BANG BIEU
Bang 3.1: Kết quả hiệu suất, mau sắc, nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm 19Bảng 3.2: Kết quả phố hồng ngoại và phô khối lượng của sản phâm 19
Bảng 3.3: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dich HCl 2M có chứa các nồng độ MBP khác nhau . 21Bảng 3.4: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dịch HCI 2M có chứa các nồng độ HBP khác nhau - 21Bảng 3.5: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dich HCl 2M có chứa các nồng độ ISPBP khác nhau 22Bảng 3.6: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dich HCl 2M có chứa các nồng độ BBP khác nhau - 22Bảng 3.7: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dich HCl 2M có chứa các nồng độ BP khác nhau - 23
Bảng 3.8: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
Ntrong dung dich HCI 2M có chứa các nồng độ NBP khác nhau - 23Bảng 3.9: Tóm tắt kết quả bảo vệ thép CT3 trong HCl 2M của các chất ức chế
theo phương pháp mất khối lượng . - - 2-2 5£ £E£+E££E££EeEEeEs+EzEezrersee 24Bang 3.10: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT3 trong HCl 2M
có mặt chất ức chế NBP .::-+¿+22+++222EY31222111222111221112.11 E t.trrrrriii 31
Trang 9Bảng 3.16: Tóm tắt kết quả bảo vệ thép CT3 trong HCI 2M của các chất ức chế
theo phương pháp đo đường cong phân CựỰC - - 56 5 ScS*Sk+siksekrsesek 31
Bang 3 17: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT; trongNaCl
3,5% có mặt chất ức chế MBP -+¿-©+++2£E+xttEExttEkktttttttrrtrtrrrrtrrirrrrtrrrre 33Bang 3.18: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl
3,5% có mặt chất ức chế HBP :¿©©+++22E+++22EEY+t2EEEtSEEEtrtttrtrrrrtrrrrrtrrrrrre 34
Bang 3.19: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT; trongNaCl
3,5% có mặt chất ức chế ISPBP -2++2+++ttEExttEEkttttktrrtttrrrtrrrrrrkrrrrie 35Bang 3.20: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl
3,5% có mặt chất ức chế BBP -+¿- +22 ttEEktrtttttrttttrrrrtrrrrrrrrrrrie 36Bảng 3.21: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl
3,5% có mặt chất ức chế BP -+++22+++tEEEkEttEEErttEErrtririrrrriirrrrrree 37
Bang 3.22: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT; trong NaCl
3,5% có mặt chất ức chế NBP ¿2222222111211 1.1 ereg 38Bảng 3.23: Tóm tắt kết quả bảo vệ thép CT3 trong NaCl 3,5% của các chất ức chế
theo phương pháp đo đường cong phân CUC - 5 S5 *Sxsskxseseererrrrrses 38Bang 3.24: Tốc độ ăn mòn thép CT3 trong HCl 2M có và không có chất ức chế phụ
thuGc nhiét dO cee ccccssccccssscccssseccesssececsseccesseeccsseeceesseecesseeceesseecesseeeesseeeeesseeeeaes 40
Trang 10MỞ ĐÀU
Trong công nghiệp cũng như xây dựng dân dụng, kim loại đã được sử dụng
từ lâu và rất phổ biến Một van đề đặt ra là khi kim loại tiếp xúc với môi trườngxung quanh, sự ăn mòn xảy ra thường xuyên dẫn đến giảm tuổi thọ của các thiết bị,công trình, gây tôn thất cho hệ sinh thái và thiệt hại cho nền kinh tế quốc dân Theođánh giá của liên hợp quốc, ăn mòn làm tôn thất đến 3% tổng sản phẩm quốc gia.Bởi vậy, nghiên cứu về ăn mòn và bảo vệ kim loại đã được quan tâm từ rấtlâu.[3,12].
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng am, việc nghiên cứu ăn mon vabảo vệ kim loại là rất cần thiết Có rất nhiều biện pháp khác nhau được sử dụng déhạn chế đến mức thấp nhất những thiệt hai do ăn mòn gây ra Một trong những biện
pháp đó là việc sử dụng các chất ức chế dé bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn
Dé góp phan vao lĩnh vực nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu dé
tài: “Nghiên cứu điều chế và khả năng ức chế chỗng ăn mòn kim loại trong môitrường chất điện li của một số hợp chất hữu co.” Đề tài bao gồm các nội dung sau:
1 Tổng hợp các hợp chất hữu cơ 2-benzyliden-N-phenyl hydrazin
cacbothioamit và dẫn xuất của nó(DBP)
2 Tiến hành khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép CT; trong môi trường
chất điện li là dung dich HCI 2M, NaCl 3,5% của các hợp chất trên bằng phương
pháp khối lượng và phương pháp điện hoá.
3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng ức chế ăn mòn thép
CT; trong môi trường axit HCl 2M của hợp chat trên.
Trang 11Chương 1: TONG QUAN
1.1 Khai quat về ăn mòn kim loại [6, 10, 11, 13]
1.1.1 Khái niệm về ăn mòn kim loại
Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác động lí hoá
học của môi trường xung quanh.
Hậu quả của sự ăn mòn kim loại là nguyên tử kim loại bị oxi hoá thành ion
kim loại và mat đi những tính chất quý của kim loại:
M-ne=MTM
1.1.2 Phân loại các quá trình ăn mon kim loại
Căn cứ vào môi trường và cơ chế của sự ăn mòn kim loại, người ta phân làm hai
loại chính là ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá.
1.1.2.1 Ăn mòn hoá học [1, 6, 7]
Ăn mòn hoá học là sự phá huỷ kim loại bởi phản ứng hoá học dị thể giữa bềmặt kim loại và môi trường phản ứng ở nhiệt độ cao Kim loại bị chuyền thành ion
kim loại va đi vào môi trường trong cùng một giai đoạn Môi trường phản ứng là
những chất khí có tính oxi hoá cao, ví dụ khí O›, khí CL, khí CO Sự phá huỷ kim
loại do các dung môi không nước cũng diễn ra theo cơ chế này
Đặc điểm của ăn mòn hóa học là không phát sinh dòng điện và nhiệt độ càngcao thì tôc độ ăn mòn càng lớn.
Vị dụ: quá trình oxy hoá kim loại bằng khí oxy (hoặc các khí khác như SO¿,các khí halogen, hơi HO ) xảy ra ở nhiệt độ cao.
1.1.2.2 Ăn mòn điện hoá [9, 10, 11]
Ăn mòn điện hoá là sự phá huỷ kim loại do sự tương tac hoá học giữa kim
loại và dung dịch chất điện li.
Nói một cách khác là: sự ăn mòn điện hoá là phan ứng oxy hoá khử di théxảy ra trên bề mặt giới hạn tiếp xúc giữa kim loại và dung dịch chất điện li tại haikhu vực khác nhau: khu anot và khu catot có giá trị thế đương hơn khu anot
Trang 12* Qua trình ăn mòn điện hoá xảy ra tương tự sự hoạt động cua một pin điện
bị khép kín mạch Trên bề mặt kim loại tồn tại các vùng anot và catot là do sựchênh lệch về thế trên bề mặt giới hạn pha (do sự có mặt của phụ gia hợp kim, do sựlệch mạng các tinh thé kim loại.) Các phản ứng xảy ra như sau:
Vùng anot xảy ra quá trình oxi hóa tức là kim loại bi hoa tan:
Me - ne > MeTM
lon kim loại trên bề mặt điện cực chuyển vào dung dich đồng thời cóelectron dư trên kim loại Các electron dư ở vùng anot được dịch chuyền đến vùngcatot trên bề mặt kim loại
Vùng catot xảy ra các phản ứng:
- Nếu môi trường ăn mòn là axít thì phản ứng catốt xảy ra
nH* + ne > n/2H;
- Nếu môi trường là trung tính có dư khí O; trên catốt xảy ra phan ứng
n⁄4O; + n/2H;O + ne = nOH ©
Do hai quá trình anốt và catốt diễn ra liên tục nên kim loại bị phá huỷ dầndần Ở quá trình anốt xảy ra sự oxy hoá kim loại trong khi ở quá trình catốt xảy ra
sự khử các chất khử phân cực (chất nhận e) Quá trình chuyên kim loại thành ion
gọi là quá trình anốt, nó luôn gan liền với quá trình catốt - sự khử ion H* hoặc O;đồng thời sinh ra dòng điện
* Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá
- Các kim loại không nguyên chất hoặc hợp kim: kim loại-phi kim (gang,
thép) hình thành các cặp điện cực khác nhau.
- Các điện cực đó tiếp xúc với dung dịch chất điện li
- Các điện cực tiếp xúc với nhau (trực tiếp hoặc gián tiếp)
* Phân loại ăn mòn điện hoá, dựa theo hai qua điểm:
Phụ thuộc vào môi trường ăn mòn:
- Ăn mòn khí quyên: nghĩa là ăn mòn các kim loại trong khí quyền hay các
khí âm ướt khác
- An mon trong chat điện li: axit, bazo, mudi
Trang 13- Ăn mòn dưới đất: ăn mòn kim loại đặt dưới mặt đắt.
- Ăn mòn điện: do dòng điện hay dòng lang thang.
- Ăn mòn dưới tác dụng của áp lực: tác động cơ học như sự gãy nứt do quá
tải của cầu sắt, cầu trục
- Ăn mòn sinh vật học: gây ra do các vi sinh vật hay những sản phẩm chuyểnhoá của chúng.
Theo trạng thái bề mặt kim loại:
Theo cách này, ăn mòn được phân ra làm 3 nhóm.
Nhóm 1: sự ăn mòn đồng đều (uniform corrosion)
- An mòn nứt (crevice corrosion)
- Ăn mòn điện hoá (galvanic corrosion)
- Ăn mòn điểm (pitting corrosion)Nhóm 2: Ăn mòn bồ sung
- Sự ăn mòn do mai mòn hay sự ăn mon phong hoá (erosion corrosion)
- Sự ăn mòn tạo lỗ hồng (cavitation)
- Sự ăn mòn làm mòn (gam mòn dan-fretting corrosion)
- Sự ăn mòn giữa các tinh thé (intergranuar corrosion)
Nhóm 3: phân loại thông qua kính hién vi điện tử hay quang hoc
- Sự tróc mảng (exfoliation)
- Sự ăn mòn chọn lọc (có chọn lọc-Dealloying selective leaching)
- Sự ăn mòn bẻ gay (stress corrosion cracking)
- Sự ăn mòn mỏi làm giảm sự chịu đựng của kim loại (corrosion fatigue)
Trang 14Chu thích
(a): Ăn mòn đều trên bề mặt(b): Ăn mòn không đều trên bề mặt(c): Ăn mòn hang hốc
(d): Ăn mòn điểm
(e): An mòn giữa các tinh thé
(0: An mòn xuyên tinh
1.2 Tiêu chuẩn đánh giá độ ăn mòn [8, 11]
Có 9 chỉ tiêu đánh giá mức độ ăn mòn của kim loại (đánh giá định lượng)
1.2.1 Chỉ tiêu khuynh hướng an mòn (K,)
Là thời gian tính bang giờ hoặc ngày xuất hiện vết ăn mòn đầu tiên trên mộtdiện tích nhất định của bề mặt kim loại
1.2.2 Chỉ tiêu vét ăn mòn (k„)
Là lượng vết ăn mòn xuất hiện trên một đơn vị diện tích trong một thời gian
xác định t.
1.2.3 Chỉ tiêu chiều sâu ăn mòn (P)
Là chiều sâu phá huỷ (trung bình hoặc cực đại) trên bề mặt mẫu kim loại
trong một thời gian xác định:
P= Q ở đó Q: là tốc độ ăn mon đơn vị g/m”.giờ
ý O CO d: là khối lượng riêng của kim loại đơn vị g/cm?
Vì vậy thứ nguyên của P là mm/năm1.2.4 Chi tiêu thay doi khối lượng
Là sự thay đôi khối lượng của mẫu kim loại bị ăn mòn trên diện tích bề mặt
kim loại trong thời gian t.
Có hai chỉ tiêu thay đổi khối lượng:
- Chỉ tiêu giảm khối lượng: k„ =" (g/m2»)
- Chỉ tiêu tăng khối lượng: k} =——
Trang 15V: Là thể tích hấp thụ hoặc thoát ra trong quá trình ăn mòn trên diện tích bề mặt mẫu
t: Trong thời gian làm thí nghiệm
s: Diện tích bề mặt
1.2.6 Chỉ tiêu dòng điện ăn mon (izm)
Là mật độ dòng điện tương ứng với tốc độ của quá trình ăn mòn kim loạinhất định, don vị tính mA/cm” (hoặc A/cm’)
1.2.7 Chỉ tiêu thay đổi tính chất cơ học do ăn mòn
Là sự thay đổi các chỉ tiêu cơ học của vật liệu do tác dụng ăn mòn của môi
trường trong khoảng thời gian nhất định
1.2.8 Chỉ tiêu thay đổi điện trở
Là sự thay đôi điện trở của mẫu kim loại bị ăn mòn trong thời gian nhất định
Là sự thay đổi khả năng phản xạ của bề mặt kim loại trong thời gian bị ăn mòn.
1.3 Các phương pháp chống ăn mòn kim loại [6, 10, 11, 13, 19, 21, 22]
1.3.1 Chọn và chế tạo vật liệu có độ bền vững chỗng ăn mòn cao
Việc lựa chọn vật liệu có độ bền chống ăn mòn cho từng loại môi trường làvấn đề rất có ý nghĩa về mặt chống ăn mòn kim loại Một số kim loại của nhómplatin, vàng, đồng, niken, molipđen có độ bền nhiệt động cao trong môi trường axit
Trang 16không có tính oxI hoá.
Những kim loại dễ đi vào trạng thái thụ động: crôm, hợp kim chứa crôm,
thép chống ăn mòn chứa titan, nhôm
Những kim loại có khả năng tạo lớp sản phẩm ăn mòn, lớp này có khả năng
bảo vệ chống sự ăn mòn tiếp theo: đồng, kẽm, thiếc
Bên cạnh việc lựa chọn vật liệu, việc chế tạo vật liệu mới có độ bền chống ăn
mòn cao lại càng có ý nghĩa thực tế Để có hợp kim có độ bền chống ăn mòn caongười ta thường sử dụng các phụ gia Phụ gia là những nguyên tố kim loại được đưathêm vào kim loại nhằm tạo ra một màng sản phẩm ăn mòn có khả năng bảo vệ tốthoặc làm giảm hoạt tính catot hay anot trên bề mặt kim loại
1.3.2 Cách ly kim loại với môi trường [10, 11]
1.3.2.1 Sử dụng lớp phủ phi kim
- Lớp phủ oxít: Tạo ra lớp màng oxít bền trên bề mặt kim loại nhằm ngăn cảnviệc tiếp xúc của kim loại với môi trường
- Phôtphat hoá: Cho các chi tiết bang thép vào trong dung dịch muối
phôtphat của các kim loại như Mn, Fe, Zn Khi đó xuất hiện một màng xốp muối
phôtphat khó tan trên bề mặt chỉ tiết Lớp này ngoài việc bảo vệ kim loại còn là nền
tốt dé sơn phủ hoặc tâm dau
- Sơn và vecni: Là những sản phẩm lỏng dé quét hoặc phun lên vật liệu kimloại (hoặc phi kim) Sơn phủ thường là những hợp chất polime có độ bao phủ và
bám dính tốt, vecnic cũng có ưu điểm cứng, nhẫn, bóng, có độ bám dính tốt.
1.3.2.2 Sử dụng lớp phu kim loại
- Lớp mạ điện: Kim loại cần bảo vệ được phủ lên bề mặt các lớp mạ như Zn,
Cd, Ni, Cr, Sn mạ điện được tiến hành với dòng điện một chiều Vật cần mạ làcatốt được nối với cực âm của nguồn điện, cực anốt là kim loại dùng dé mạ được
nối với cực dương Khi lớp mạ catốt có điện thế dương hơn kim loại cần bảo vệ thì
lớp mạ phải đặc sít không có lỗ xốp Khi lớp mạ catốt có điện thế âm hơn kim loạicần bảo vệ thì lớp mạ sẽ bị hoà tan còn kim loại nền được bảo vệ
- Lớp phủ nhiệt khuyếch tán: Là những lớp phủ tạo thành do khuyéch tán từ
Trang 17pha ran hay khí của nhôm (lớp phủ nhiệt nhôm), Crôm (lớp phủ nhiệt Cr), Si (lớpphủ nhiệt Silic) vào kim loại chính (thép) Quá trình tiến hành ở nhiệt độ cao trong
chân không, môi trường trung tính, hay khử, trong khí Clo.
- Phủ nhúng nóng: Là khi nhúng kim loại cần bảo vệ vào kim loại phủ nóngchảy, phương pháp này hay dùng nhất là khi phủ nhúng nóng kẽm
- Lớp phủ cán ép: Lớp phủ tạo thành khi cán nóng chảy kim loại, một kimloại là lớp phủ, kim loại kia là nền Chiều dày lớp phủ thường băng 10+20% kimloại nền
- Phun kim loại: Là phương pháp dùng luồng khí nén phun kim loại nóngchảy lên bề mặt chi tiết cần bảo vệ Các phân tử kim loại chuyền động với tốc độlớn đập vào bề mặt nền gắn kết với bề mặt tạo lớp phủ kim loại
1.3.3 Các phương pháp bao vệ điện hoá [10, 11]
1.3.3.1 Bảo vệ catot
- Bảo vệ catot bằng dòng ngoài: Thiết bị cần bảo vệ được nối với cực âm củanguồn điện 1 chiều, còn điện cực phụ (anốt) được nối với cực dương Nhờ dòng
điện 1 chiều của dòng ngoài người ta có thể giảm thế điện cực của kim loại vào
vùng không bị ăn mòn hay giảm thế catốt bằng thế anốt (E; =E;) do đó dòng ănmòn hướng về số O Phương pháp này áp dụng cho các kim loại: Fe, Cu, Pb, Al và
hợp kim nhôm khi chúng bị ngâm trong dung dịch nước hay bao quanh môi trường
âm
- Bảo vệ bang anốt hy sinh: Dé giảm thế điện cực đến thế bảo vệ (bang kimloại không bi ăn mòn hay đến thế thụ động hoàn toàn), ta có thể cho kim loại cầnbảo vệ tiếp xúc với kim loại bị ăn mòn ở thế thấp hơn và kim loại ăn mòn có tácdụng như một anốt hy sinh Phương pháp này được gọi là bảo vệ băng protectơ
catốt
1.3.3.2 Bảo vệ anốt
Phương pháp này chỉ dùng cho kim loại có khả năng bị thụ động nhờ dòngđiện 1 chiều người ta phân cực anốt làm cho kim loại chuyền vào trạng thái thụđộng bên Việc bảo vệ anôt dùng cho các các két nước, thùng chứa axit sunfuric
Trang 18nhằm chống ăn mòn rỗ và ăn mòn rạn nứt.
1.3.4 Bảo vệ kim loại bằng phương pháp dùng chất ức chế 3, 4, 6, 8]
Chất ức chế là hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ mà khi thêm một lượng nhỏ vàomôi trường ăn mòn có tác dung kìm ham tốc độ ăn mòn kim loại
Khi sử dụng các chất ức chế cần phải lưu ý một điều kiện sau:
- Chất ức chế không gây độc hại cho con người và ô nhiễm môi trường
Các chất ức chế gây thụ động gây nên sự thay đổi điện thế ở anốt làm cho bề
mặt kim loại trở nên thụ động.
Có 2 loại ức chế gây thụ động:
- Các muối: Na;CrOu, NO; , NO; có thé gây thụ động đối với thép ngay cả
khi không có oxi.
- Các muối: phôtphat, silicat, borat, vonframat, molipdat khi có mặt củaoxi có thê gây thụ động
Những loại ức chế này thường được sử dụng rộng rãi và hiệu quả trong công
nghiệp: Trong hệ thống nước làm lạnh tuần hoàn thì CrO,7, NO; ở nồng độ
300 + 500 ppm, Ca3 PO¿: 15 + 37ppm Silicat: 20+40ppm.
Một số chất như: Nitrit, benzoat, borat, phốtphat, mercapto, benzotriazol được sử dụng trong chất làm lạnh ở động cơ ô tô
Tuy nhiên nhược điểm của các chất ức chế này là khi nồng độ của nó không
đủ lớn thì chúng sẽ làm gia tăng tốc độ ăn mòn và gây ra hiện tượng ăn mòn điểm
Vì vậy, khi sử dụng chất ức chế gây thụ động cần phải thường xuyên giám sát nồng
Trang 19độ của chúng.
1.3.4.2 Úc chế kết tuaCác chất ức chế kết tủa là các hợp chất tạo lớp màng bảo vệ trên bề mặt,ngăn cản cả 2 quá trình catốt và anét
Nước cứng là loại nước có hàm lượng ion canxi và magié khá cao, loại nước
này it ăn mòn hơn là nước mềm vì: Xu hướng của muối trong nước cứng kết tủa
trên bề mặt của kim loại và tạo ra lớp màng bảo vệ Đề ngăn chặn nước làm gi bềmặt thép người ta thường sử dung natrisilicat và phôtphat trong hệ thong nướcnóng Phương pháp này không được tin cậy tuyệt đối vì hiệu quả bảo vệ còn phụ
thuộc vào pH, thành phần của nước vả nhiệt độ Mặt khác, trong một giới hạn nào
đó phương pháp này không có lợi cho sự truyền nhiệt
1.3.4.3 Chất ức chế bay hơi
Là những hợp chất vô cơ hay hữu cơ có áp suất hơi đủ cao, ngay cả ở nhiệt
độ thường dé nhanh chóng chiếm một thể tích khép kín Những hợp chất nay happhụ lên bề mặt kim loại và bảo vệ nó khỏi tác dụng của môi trường xâm thực
Chất ức chế bay hơi thường dùng trong bao gói bảo quản những mặt hàngbằng kim loại Trong các nồi hơi thường sử dụng chất trung hoà như amoniac,xyclohexamin, benzylamin Các amin mạch thăng dai với nồng độ tối thiểu là 1-
3ppm.
1.3.4.4 Chất ức chế hap phụNhững chất ức chế loại này thường có nguồn gốc hữu cơ, chúng hoà tan vào
dung dịch (hoặc ít tan) và kìm hãm tốc độ ăn mòn do hấp phụ che phủ bề mặt kim
loại.
Chúng có thé kim ham phan ứng anót, catốt hay cả hai đồng thời làm tăng trởkháng của bề mặt và hạn chế sự khuyếch tán.
Hiệu quả bảo vệ của những chất ức chế này phụ thuộc vào: kích thước phân
tử, diện tích tiết diện ngang, hiệu ứng không gian, mật độ điện tích của các trungtâm hút bám, liên kết cho nhận giữa di nguyên tử và kim loại, hiệu ứng Steric, hang
số Hammett, lic néi ph©n td Nhiệt độ và áp suất trong hệ thống cũng là những
10
Trang 20yếu tố ảnh hưởng đến khả năng ức chế của các hợp chất hữu cơ.
Mật độ điện tích của các trung tâm hút bam sẽ hấp phụ lên bề mặt kim loại,bit các tâm phản ứng của bề mặt Nhờ đó kim loại được bảo vệ, độ bền của liên kếtcho nhận giữa nhóm chức của chất ức chế với bề mặt kim loại là yếu tố ảnh hưởng
đến các hợp chất hữu cơ hoa tan
Chất ức chế càng có hiệu quả khi các nguyên tử của nhóm chức có xu hướnggia tăng sự hình thành liên kết hoá học với kim loại
Có 3 loại môi trường thường hay sử dụng chất ức chế là:
- Nước công nghiệp (làm lạnh) ở pH gần trung tính 5+9
- Dung dich axit tây gi
- Công nghệ dầu thô và chưng cất dầu
Ở đó chất ức chế hữu cơ (chức các nguyên tô O, N, S trong cấu trúc phân
tử dạng thơm hoặc cao phân tử) thường được dùng ức chế trong dung dịch axit tây
gỉ Quá trình xử lý bề mặt và tây gỉ thường xảy ra trong môi trường axít, đó là môitrường cực kỳ thuận lợi cho quá trình ăn mòn, nó không những làm phá huỷ kimloại mà còn gây tiêu hao một lượng axít lớn Vì vậy, việc dùng các chất ức chế hữu
cơ này là vấn đề quan trọng cả về góc độ khoa học cũng như khía cạnh kinh tế
Cơ chế ức chế của các hợp chất hữu cơ được mô tả như sau
- Cau trúc phân tử của chất ức chế hữu cơ đều gồm 2 phan:
Phần không phân cực tương đối đồ sộ về thé tích chủ yếu cau trúc bởi C và
Phan phân cực gồm 1 hoặc nhiều nhóm như: PO,” (phôtphat); - OH
(hydroxyl); - COOH (carboxyl);- SH (mercapto): - NH; (amin).
Chính các nhóm chức này đính trực tiếp lên bề mặt kim loại và quá trình ănmòn bị chậm lại do phần không phân cực đồ sộ phủ lấp từng phần các tâm hoạtđộng của bề mặt
Hiệu quả ức chế thường được tính dựa vào công thức:
11
Trang 21Trong đó:
ip: Là dòng ăn mòn trong môi trường axít khi không có chất ức chế
i: dòng ăn mòn trong môi trường axít khi có chất ức chế
1.4 Các phương pháp nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn thép CT; của các
chất ức chế [1, 6, 7, 10, 11, 13]
1.4.1 Phương pháp điện hoa- do đường cong phân cực
Cơ sở lý thuyếtTrạng thái thí nghiệm của hệ ăn mòn là không có dòng điện do các quá trìnhđiện cực cân bằng với nhau Xác định độ ăn mòn điện hoá tức là đo dòng ăn mòn lạm
và thé ăn mòn E„„ của hệ, xây dựng đường cong phân cực bằng cách phân cực hệ rakhỏi trạng thái cân bằng của nó rồi ngoại suy về trạng thái không có dòng điện Ở
đây chúng tôi sử dụng phương pháp đo điện thế 6n định (điện thế dừng), xây dựng
đường cong phân cực, từ đường cong phân cực tính tốc độ ăn mòn
Hình 1.2: Đồ thi mô ta phương pháp ngoại suy Tafel
Từ việc xác định dòng ăn mòn i,, khi không có chat ức chê và có chat ức chê, từ đó suy ra mức độ bảo vệ:
12
Trang 22Cơ sở của phương pháp
* Phương pháp này dựa trên sự hao ton mẫu sau một thời gian ngâm mẫutrong môi trường ăn mòn có và không có chất ức chế Đây là phương pháp đơn giản
nhưng để có độ lặp lại cao ta phải đảm bảo :
- Bề mặt kim loại cần được xử lí tốt
- Tỉ lệ điện tích bề mặt và khối lượng mẫu phải lớn
- Các mẫu phải tiến hành trong cùng một thời gian và trong cùng điều kiện
* Hiệu quả bảo vệ được đánh giá qua:
1.5.Giới thiệu về các chất ức chế ăn mòn trong môi trường axit
Chất ức chế ăn mòn trong môi trường axit, đặc biệt đối với sắt và thép, đã
được sử dụng rộng rãi trong những ngành công nghiệp khác nhau (ví dụ như trong
công nghiệp dầu khí ) Hầu hết các chất ức chế ăn mòn trong môi trường axit là cácchất hữu cơ, vì các chất vô cơ có th é bị ảnh hưởng nghiêm trọng trong môi trườngaxit và tạo ra các vết gi cục bộ khi các màng thụ động Khomyakova và các cộng sự
đã tạo ra một hợp chat sử dụng cho việc xử lý axit các thiết bị điện hoặc công
nghiệp thực phame ó chứan -brombenzal-m-nitroanilin,
2-clo-6-diethylamino-4-methyl pyridin, 1,3-bis(carbamoyltio)-2-(N,N-die2-clo-6-diethylamino-4-methylamin) propan hydrochlorid,
và urotropin Chat nay rất tốt trong việc bảo vệ thép , Al, Ni cũng như quá trình giòn
thép [16] Kurochkin và cộng sự cũng đưa ra một chất ức chế là sự kết hợp của
5-nitrosalycylalsulphathiazole, 3-dodecylbenzimidazole iodid , polyethylen-polyamin;
bảo vệ thép, Ti, Al cũng như ức chế quá trình giòn thép [18] Kết hợp giữa alpha
-13
Trang 23oxynaphtalisonicotin hydrazid , 2,4,6-tris(isotioureido)-s-triazine hydroiodid ,
2-(tiazolyl- 4)-benzimidazole và urotropin được Kravtsov và các đồng nghiệp ứng
dụng với thép, Al, In [17] Muối alkarylat polyalkyl pyridin ức chế sự oxy hóa sắt
va hop kim trong môi trường HCI /H;SO¿ [23] Li và đồng nghiệp sử dụng chất ức
chế thân thiện với môi trường dé bảo vệ thép carbon có thành phan
1-amino-mercapto-5-[1’-(1’,2’,4’-triazole)-methylen]- 1H-1,3,4-triazole va/hoac 1-phenyl
2-(5-[1’,2’,3’,5’- tetrazole-methylen]-1,3,4-furodiazole) thioalkyl ethyl keton [20].
Tuy nhiên các chat ức chế này tổng hợp qua nhiều giai đoạn và xuất phat từnhững chất đầu có giá thành đắt nên giá thành của chúng khá cao
Trong luận văn này chúng tôi xin đóng góp vào lĩnh vực ăn mòn dãy chất benzyliden-N-phenylhydrazincacbothioamit và dẫn xuất của nó
2-R= H, NO;, Br, 1-C:H;, OH, OCH;
Các hợp chat hữu cơ 2-benzyliden-N-phenylhydrazincacbothioamit và dẫn
xuất của nó là những hợp chất được tổng hợp từ nguyên liệu đầu anilin nên có gia
thành rẻ Chúng có khả năng ức chế ăn mòn thép Phân tử của chúng có chứa hai
vòng benzen, các trung tâm phối trí: N(NH); S(C=S), C=N, giúp phân tử có khảnăng hấp phụ lên bề mặt kim loại Khả năng hấp phụ phụ thuộc vào kích thước phân
tử, mật độ điện tích trên các trung tâm phối trí, nhiệt độ vì thế khi thay thế gốc R
khác nhau sẽ làm cho kích thước phân tử khác nhau, mật độ điện tích trên các trungtâm phối trí khác nhau sẽ làm thay đôi khả năng ức chế ăn mòn của chúng
14
Trang 24Chương 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Chuẩn bị thí nghiệm
2.1.1 Thiết bị và dụng cụ
- Cân phân tích 0,0001g
- Các dụng cụ thuỷ tinh : ống dong; cốc thuỷ tinh; pipet, sinh hàn hồi lưu,
sinh hàn cất, sừng bò, bình cầu 2 cô 500ml, bình cầu 1 cô 2lit, bình cầu 1 cỗ 250ml,nhiệt kế
- Bép dién, bép từ, con từ, bộ lôi cuốn hoi nước
- Hệ thống thiết bị điện hoá đa năng AUTOLAB 30 của Khoa hóa học
- Máy đo hồng ngoại của hãng Brucker (Đức) của Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga
- Máy đo phô khối lượng hãng Autospec premier (Mỹ) của Khoa hóa học
2.1.2 Hoá chất sử dụng
- Amilin, benzaldehyd, p-nitro benzaldehyd, p-brom benzaldehyd, p-hydroxy
benzaldehyd, p-isopropyl benzaldehyd, p-metoxy benzaldehyd ( các hóa chất nàycủa hãng Merk)
- CS), dung dịch NHạ, Pb(NO3)2, HCl, NaCl, H;SO¿, NaHCO; , methanol,etanol, piperidin và một số hoá chất khác ( Hóa chat Merk)
- Mẫu thép sau khi được xác định khối lượng và diện tích được cho vào mỗi
cốc (các cốc này được đánh số thứ tự từ 0 đến 5) có chứa dung dịch ăn mòn có vàkhông có chất ức chế
Cốc 0: chứa dung dịch ăn mòn HCI 2M
Cốc 1, 2, 3, 4, 5 lần lượt chứa các dung dịch ăn mòn HCl 2M có nồng độchất ức chế là 6,25.10M; 12,5.10M; 25.10°M; 50.10°M; 100.10°M
15
Trang 25Ngâm các mẫu trong thời gian 24h, sau đó được lấy ra rửa sạch bằng nướccất, axeton, sây khô, cân xác định khối lượng.
- Nhiệt độ làm các thí nghiệm là 30°C
2.2 Đối tượng khảo sát
- Chúng tôi tiến hành đo đường cong phân cực trên điện cực thép CT3 có
thành phần: Fe(99.406%), Mn(0.42%), (0.042%), C(0.15%), S(0.037%), Si(vết)trong môi trường axit HCl 2M, NaCl 3,5% không có và có các chất ức chế Diện
tích làm việc của điện cực là lem? , điện cực làm việc với độ nhăn bóng cao, hoàn
toàn thấm ướt trước khi tiền hành đo điện hoá
- Chuẩn bị các mẫu thép CT; (sử dụng trong phương pháp khối lượng)
Chuẩn bị các mẫu thép có kích thước (2x5x0,1 cm) Các mẫu được xử lí bềmặt, rửa bang nước cất, trắng bằng axeton, sây khô, đo chính xác diện tích, và cântrên cân phân tích xác định khối lượng, sau đó đem sử dụng.
- Bằng phương pháp đo đường cong phân cực và mất khối lượng chúng tôitiến hành đánh giá khả năng ức chế ăn mòn của sáu chat:
Trang 26Với R= H, NO;, Br, i-C3H,, OH, OCH;
2.3.1 Tong hop phenylisothiocyanat
* Phuong trinh phan ung
* Quy trinhCho 27ml anilin, 23ml cacbondisunfua vào bình cầu 2 cổ 500ml (bình đượcngâm trong đá), bật máy khuấy, khuấy hỗn hợp trong vòng 20 phút Sau đó, từ trênphéu nhỏ giọt nhỏ từ từ từng giọt amoniac (hết 35ml amoniac) trong vòng 20 phút.Khuâý mạnh hỗn hợp thêm 30 phút nữa Ta thấy muối cacbamat kết tủa màu vàng(hình kim) Hoa tan sản pham muối cacbamat trong 400ml nước, chuyền dung dichvào trong bình cầu 21 Sau đó cho dung dịch Pb(NO:);, khuấy mạnh (hoà tan 100gPb(NO;); trong 200ml nước), thấy hỗn hợp chuyên sang mau den Cat lôi cuốn hơinước sản phẩm phenylisothiocyanat vào cốc 11 có chứa 5ml dung dịch axitH,SO,5% (làm sạch, trung hoa amoniac và anilin) Lôi cuốn được 11 nước thì dùnglại, tách lây lớp dầu phía dưới Làm khô băng Na¿SO¿ khan, thu được 28 gam sanphẩm màu vàng nhạt, hiệu suất 71%
2.3.2 Tổng hợp N-phenylhydrazincacbothioamit
17
Trang 27* Phương trình phản ứng
* Quy trìnhCân 10 g phenylisothiocyanat vào bình cầu 1 cô 250ml, cho 50ml metanolvào và lắc đều, tiếp theo thêm 5ml dung dich hydrazine 80%, lắp sinh hàn hồi lưu
và đun sôi hỗn hợp 30 phút Đề nguội và lọc kết tủa, rửa 3 lầnx50ml nước cất, kếttinh lại bang methanol thu được 11 gam tinh thé N-phenylhydrazincacbothioamitmau trang, hiệu suất 90%.
2.3.3 Tổng hợp 2-benzyliden-N-phenylhydrazincacbothioamit và dẫn xuất của nó
* Phương trình phản ứng
* Quy trình chungCho vào bình cầu đáy tròn thé tích 250ml có lắp sinh hàn hồi lưu 0,02 molN-phenylhydrazincacbothioamit, 0,02 mol benzaldehyde thé, 30 ml etanol tuyệt đối
và vài giọt piperidin Dun hồi lưu cách thủy hỗn hop phản ứng 2 giờ Sau đó dé
nguội va lọc sản phảm, rửa 2 lầnxI0ml etanol lạnh, kết tinh lại sản phẩm bang
etanol, thu được các tinh thé hình kim Cấu trúc của các phân tử trên được xác định
nhờ phô hồng ngoại và phổ khối lượng Độ tinh khiết của sản phẩm được kiểm tra
bang sắc ký lớp mỏng hệ dung môi aceton ethanol tỷ lệ 1:2 về thé tích cho kết quacác chất tong hợp được có độ tinh khiết cao
18
Trang 28Chương 3: KET QUA VÀ THẢO LUẬN3.1 Kết quả tổng hợp 2-benzyliden-N-phenylhydrazincacbothioamit và dẫnxuất của nó(DBP)
Bảng 3.1: Kêt quả hiệu suât, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy của sản phâm
STT Tên chất Màu sắc Hiệu suất (%) Tne CC)
chat
3302(NH) 255(M")3161(CH=) vong thom 151({Cs6Hs-NH-CS-NH]")
1 BP | 1593(C=N) 136([CsHs-NH-CS]*)
1540, 1506, 1444(C=C) 119([C6Hs-CH=N-NH]")1201(C=S) 71({C6Hs]*)
Trang 293303(NH) 333;335(M?)(brom có 2 đông vi 79,
3134(CH=) vòng thơm 81)
3 BBP | 1591(C=N) 151(Cs¿H:-NH-CS-NH]Ị”)
1536, 1506, 1443(C=C) 136([C6Hs-NH-CS]") 1195(C=S) 77({CeHs]*)
Các số liệu phố hồng ngoại và phô khối lượng hoàn toàn phù hợp với công
thức các sản phẩm tông hợp được Hiệu suất tong hợp các chat cao, điều này có ý
nghĩa rất lớn khi đưa ra sản xuất
3.2 Kết quả đánh giá khả năng ức chế ăn mòn thép CT; trong môi trường HCI
2M của các hợp chất DBP bằng phương pháp mắt khối lượng
3.2.1 Anh hướng của nông độ chất MBP đến tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
trường HCl 2M
20
Trang 30Bảng 3.3: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dịch HCI 2M có chứa các nồng độ MBP khác nhauSTT [MBP].10°M Am(mg/cm’) Z(%) Q(mg/cn.h)
95% ở 10M.
3.2.2 Anh hưởng của nông độ chất HBP đến tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
trường HCI 2M
Bảng 3.4: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dich HCl 2M có chứa các nồng độ HBP khác nhauSTT [HBP].10°M Am(mg/cm”) Z(%) Q(mg/cm.h)
Qua bang 3.4 ta thay hiệu qua bảo vệ thép CT3 trong môi trường axit HCl
2M khi có mặt chất ức chế HBP tăng theo nồng độ chất ức chế Hiệu quả bảo vệtăng nhanh ở nồng độ thấp, tăng chậm ở nồng độ cao Hệu quả bảo vệ thép CT3 đạt
§9% ở 10M
21
Trang 313.2.3 Ảnh hưởng của nông độ chất ISPBP dén tốc độ ăn mòn thép CT; trong
môi trường HCl 2M
Bảng 3.5: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dịch HCI 2M có chứa các nồng độ ISPBP khác nhauSTT [ISPBP].10°M Am(mg/cm) | Z(%) Q(mg/cm.h)
86% ở 10M
3.2.4 Ảnh hưởng của nông độ chất BBP dén tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
trường HCI 2M
Bảng 3.6: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dịch HCI 2M có chứa các nồng độ BBP khác nhauSTT [BBP].10°M Am(mg/cm’) Z(%) Q(mg/cm’.h)
Qua bang 3.6 ta thay hiệu qua bao vệ thép CT3 trong môi trường axit HCl
2M khi có mặt chất ức chế BBP tăng theo nồng độ chất ức chế Hiệu quả bảo vệ
22
Trang 32tăng nhanh ở nồng độ thấp, tăng chậm ở nồng độ cao Hệu quả bảo vệ thép CT3 đạt
83% ở 10M.
3.2.5 Ảnh hướng của nông độ chất BP dén tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
trường HCI 2M
Bảng 3.7: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dịch HCI 2M có chứa các nồng độ BP khác nhauSTT [BP].10°M Am(mg/cm) |_ Z(%) Q(mg/cmỶ.h)
ở 10°M.
3.2.6 Anh hưởng của nông độ chất NBP đến tốc độ ăn mòn thép CT; trong môi
trường HCI 2M
Bảng 3.8: Độ giảm khối lượng, hiệu quả ức chế ăn mòn và tốc độ ăn mòn thép CT3
trong dung dịch HCI 2M có chứa các nồng độ NBP khác nhauSTT [NBP].10°M Am(mg/cm”) Z(%) Q(mg/cm.h)
Trang 33Qua bảng 3.8 ta thấy hiệu qua bảo vệ thép CT3 trong môi trường axit HCI2M khi có mặt chất ức chế NBP tăng theo nồng độ chất ức chế Hiệu quả bảo vệtăng nhanh ở nông độ thấp, tăng chậm ở nồng độ cao Hệu qua bảo vệ thép CT3 đạt
76% ở 10M.
Bang 3.9: Tóm tắt kết quả bảo vệ thép CT3 trong HCl 2M
của các chất ức chế theo phương pháp mat khối lượng
3
0 10
Hình 3.1: Hiệu quả bảo vệ thép CT3 của các chất trong
HCI 2M theo phương pháp mắt khối lượngQua bảng số liệu 3.9 và hình 3.1 nhận thấy các chất đều ức chế ăn mòn thépCT3 trong HCI 2M ở vùng nồng độ nhỏ hiệu quả bảo vệ tăng mạnh, ở vùng nồng
24
Trang 34độ lớn hiệu quả bảo vệ tăng chậm hơn Đường cong mô tả hiệu quả bảo vệ thép phụ
thuộc nồng độ có dang giống như đường hấp phụ đăng nhiệt Langmua, có lẽ cácchất ức chế đã hấp phụ lên bề mặt thép vì thế làm ngăn cản quá trình hòa tan sắt
Hiệu quả ức chế tỷ lệ với bề mặt thép bị che phủ Hiệu quả bảo vệ thép CT3 trongHCI 2M của các chất tăng theo thứ tự NBP, BP, BBP, ISPBP, HBP, MBP Hợp chất
Trang 35Bảng 3.10: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT3
Trang 36Bang 3.11: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực của thép CT;
3.3.3 Ảnh hưởng của nông độ chất ISPBP đến tốc độ ăn mòn thép CT; trong
môi trường HCI 2M.