桐油水解制备咪唑啉缓蚀剂及其量子化学研究

目的 开发原料价廉易得、能实际应用的缓蚀剂。方法 以桐油为原料,水解后得到桐油酸,然后与二乙烯三胺经过酰胺化和环化反应,生成桐油咪唑啉缓蚀剂。在模拟现场环境的条件下对所合成的桐油咪唑啉缓蚀剂进行电化学测试和高温高压性能评价。利用量子化学计算对桐油咪唑啉缓蚀剂的分子动力学进行模拟,探讨其在Fe表面的吸附作用。结果 红外光谱显示,桐油水解后可生成桐油酸,最终合成物为桐油咪唑啉。电化学测试表明,随着桐油咪唑啉缓蚀剂添加量的增大,20#测试钢片的自腐蚀电位逐渐提高,腐蚀电流降低。高温高压模拟实验显示,加入油酸咪唑啉后,腐蚀速率明显降低,由0.3181 mm/a降到了0.0392 mm/a。量子化学计算表明,桐油咪唑啉分子中的咪唑啉环会平行吸附于铁表面,形成一层缓蚀剂膜。结论 价廉易得的桐油经水解后可得桐油酸,再与二乙烯三胺经过酰胺化和环化反应最终合成了桐油咪唑啉缓蚀剂。该缓蚀剂添加量越大,对20#钢片的缓蚀效果越好,呈现出了较好的缓蚀效果,其分子结构中的咪唑环能平行吸附于铁表面,属于抑制阳极型缓蚀剂。     

3-(吗啉基甲基)-苯并噻唑-2-硫酮的合成与缓蚀性能

目的研究3-(吗啉基甲基)-苯并噻唑-2-硫酮(MLMBT)的缓蚀性能。方法在微波辐照下用2-巯基苯并噻唑、甲醛和吗啡啉合成了MLMBT,采用失重法和动电位极化曲线测试了其缓蚀性能,利用分子动力学模拟方法探讨了其在Fe表面的吸附作用。结果该缓蚀剂能有效抑制N80钢CO2腐蚀,属于混合型缓蚀剂。在90℃和其加量为0.5 g/L时,能使腐蚀速率从0.3691 g/(m2·h)降低到0.1048 g/(m2·h)。其分子中最高占据轨道(HOMO)的电荷主要分布在分子中的N,S原子上,而其最低空轨道(LUMO)的电荷则主要分布在巯基苯并噻唑环上,当其在N80钢表面发生吸附时,分子中的巯基苯并噻唑环和吗啉基处于同一平面而同时平行吸附。结论分子动力学模拟结果从微观角度验证了MLMBT具有良好缓蚀性能,与失重法和电化学测试结果一致。     

聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物的合成及阻垢性能

目的研究聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物的阻垢性能。方法以聚琥珀酰亚胺为母体,以丝氨酸为接枝单体,合成出聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物(PASPSE),采用静态阻垢法分别考察了聚合时间、聚合温度、原料配比对产物阻垢性能的影响。结果聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物合成的最佳条件为聚合时间18 h、聚合温度55℃、聚琥珀酰亚胺与丝氨酸原料配比(摩尔比)为1:1。该接枝聚合物对Ca CO3垢具有良好的螯合分散作用,其Ca CO3阻垢率随温度的升高、工作时间的延长、HCO3-与Ca2+含量之比的增大而降低。在90℃高温环境下,10 mg/L PASPSE的阻垢率可达95.5%。结论在高温水系统中,PASPSE对Ca CO3垢具有较好的阻垢性能。     

浸泡时间对两种涂层电化学腐蚀行为的影响

目的研究浸泡时间对两种涂层电化学腐蚀行为的影响。方法在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中通入饱和CO_2气体,采用电化学方法、SEM形貌检测方法测量两种涂层在该溶液中不同浸泡时间下的动电位扫描极化曲线和表面形貌,对比分析两种涂层的电化学特征和防蚀性能。结果随着涂层浸泡时间的延长,自腐蚀电位E_(corr)逐渐降低,而电流密度逐渐增大;在浸泡时间相同的情况下,涂层A的自腐蚀电位E_(corr)比涂层B高,而电流密度比涂层B低,说明涂层A的耐蚀性能明显优于涂层B。结论涂层短时间浸泡(≤72 h)时,电化学阻抗谱为吸氧过程的单容抗弧,长时间浸泡(≥120 h)时则为析氢过程的2个容抗弧,其耐蚀性下降。