咪唑啉缓蚀剂合成过程中成环程度与其性能的关系

以油酸、二乙烯三胺为原料在160 ℃经不同反应时间合成了系列咪唑啉,应用红外光谱、紫外分光光度法对合成产物进行了鉴定和分析,测定了不同反应时间的产水率和产物的酸值,并通过极化曲线考察了产物的缓蚀性能.结果表明:咪唑啉合成过程中,烷基酰胺的生成和烷基酰胺的环化是同时进行的;反应时间越长,烷基酰胺环化程度越高,产物的缓蚀性能越好;通过比较添加缓蚀剂前后A3钢的极化曲线可以看出,添加缓蚀剂后自腐蚀电位正移,说明咪唑啉主要抑制阳极过程而起到缓蚀作用,属于阳极型缓蚀剂.     

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO₂的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明,所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀,对CO₂的腐蚀抑制效果更好,10mg/L缓蚀剂D缓蚀率达95.36%。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响,矿化度在10000～70000mg/L变化时,缓蚀率波动在10%～15%。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场,尤其是偏酸性水质,腐蚀速率满足小于0.076mm/a的油田标准。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用性能评价

以腐蚀速率为评价指标,以原料配比、反应时间、催化剂加量为考察因素,采用正交实验设计,得到了咪唑啉季铵盐缓蚀剂的最佳合成条件:苯甲酸与三乙烯四胺物质的量比为2∶1,先在140～160℃经缩合脱水反应2 h,再升温至220～250℃环化脱水反应2 h,得到咪唑啉中间体;然后使中间体与氯化苄在90℃左右反应4 h,得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂主剂.将主剂与表面活性剂和溶剂复配,得到酸化缓蚀剂.采用静态挂片失重法和电化学方法考察了该缓蚀剂的缓蚀性能.结果显示:缓蚀剂质量分数为1%时,N80钢在90℃体积分数为15%的HCl介质中,缓蚀率为97%;缓蚀剂是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂.     

咪唑啉自组装膜抑制CO2对碳钢腐蚀的分子模拟

采用分子动力学模拟和分子力学的方法,研究5种不同烷基链长的1-(2-氨乙基)-2-烷基-咪唑啉缓蚀剂在Fe-CO3表而的自组装成膜机制,并对其抑制CO2对碳钢腐蚀的缓蚀性能进行理论评价.单分子吸附能、膜的内聚能、吸附角和链间距的计算数据表明:缓蚀剂膜的稳定性以及膜与金属基体的结合强度随链长的增加而增大;当正构烷基碳链长度大于13时,缓蚀剂可在金属表面形成一层高覆盖度、致密的疏水膜,能有效阻碍溶液中的腐蚀介质向金属表面扩散,从而达到阻碍或延缓腐蚀的目的;5种缓蚀剂缓蚀效率的理论评价结果与实验结果完全吻合.     

含氮有机缓蚀剂JZH-1的研究

合成了一种含氮有机化合物JZH-1，采用失重法和电化学方法测定了其在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀效果．结果表明：JZH1对45^#钢在浓盐酸中的腐蚀有较好的缓蚀作用，是一种高效缓蚀剂．该缓蚀剂可同时抑制45^#钢在盐酸中腐蚀的阴极过程与阳极过程，是混合型缓蚀剂．     

咪唑啉季铵盐的合成及其在CO2腐蚀环境中的缓蚀性能

分别使用硫酸二乙酯、氯化苄和冰醋酸三种季铵化试剂对由油酸、二乙烯三胺合成的咪唑啉进行季铵化，使用动态失重法对比了它们在CO2腐蚀环境中对Q235钢的缓蚀性能，并用电化学方法研究了缓蚀机理。结果表明：使用硫酸二乙酯合成的咪唑啉季铵盐BMI-D比其他两种咪唑啉季铵盐具有更好的缓蚀效果；BMI-D与烷基酚聚氧乙烯醚的最佳质量分数配比为2∶1时可制得复合缓蚀剂BMI-DA，当BMI-DA质量浓度为100mg/L时，缓蚀率可达到97.55%；BMI-DA是以控制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。     

复合型酸化缓蚀剂的性能研究

以喹啉为母体,配以有机胺和芳香族化合物,与卤代烃反应合成了一种复合缓蚀剂。采用静态失重法和电化学法评价了缓蚀剂的缓蚀性能,分析了缓蚀机理,并与目前国内常用的酸化缓蚀剂缓蚀效果进行了对比。结果表明,复合缓蚀剂为阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,能够有效抑制盐酸对N80碳钢的腐蚀,比目前使用的缓蚀剂性能更优。     

抑制CO2/H2S腐蚀的气液双相新型缓蚀剂的制备及评价

通过合成咪唑啉、噻唑类衍生物,将其与低分子量的有机胺及表面活性剂进行复配得到复配缓蚀剂.用静态挂片失重法研究它们的缓蚀效率.结果表明该复配物对抑制CO2/?H2S的气液两相的腐蚀有良好的效果.并通过极化曲线等手段研究了该缓蚀剂的缓蚀机理.     

两性咪唑啉的合成及其缓蚀性能研究

以高纯环烷酸与二乙烯三胺反应合成了中间体咪唑啉,再以去离子水为溶剂,用氯乙酸钠对该中间体进行两性化,制得了水溶性两性咪唑啉缓蚀剂.探讨了反应物配比、反应温度、pH等因素对产物的影响,得出最佳的合成条件为:n(咪唑啉):n(氯乙酸钠)=1:4,90 ℃-95 ℃,pH8-10.在浓缩倍数k=1.5的循环冷却水中用旋转挂片失重法得出:两性咪唑啉用量为20 mg/L时对碳钢的缓蚀率达到97.28%;与HEDP复配后总剂量为20 mg/L时缓蚀率达到99.04%.在模拟油田水中用静态挂片失重法得出:两性咪唑啉与HEDP复配,用量分别为100 mg/L和20 mg/L时,缓蚀率达到91.01%.表9,参7.     

新型咪唑啉化合物的合成及缓蚀性能测试

合成了一种新型取代基咪唑啉化合物IM ,经复配后得到新型咪唑啉缓蚀剂IMC。用电化学和失重法测试了缓蚀剂IMC在强酸性介质中的缓蚀性能。在多种腐蚀介质中的缓蚀效果测试结果表明 ,该缓蚀剂可适用于酸性腐蚀介质 ,并具有很好的防腐效果 ,其缓蚀率在 92 %～ 98%     

油酸系阴离子型缓蚀剂性能的研究

在实验室合成含有磷酸酯基的油酸系阴离子型缓蚀剂,用失重法研究了其在标准溶液中的缓蚀作用,发现具有优良的缓蚀性能。其水溶液喷涂在金属表面,干后形成一层保护薄膜,防潮防锈,并能抑制已锈蚀金属继续生锈。     

咪唑啉与其中间产物酰胺缓蚀性能的比较

使用油酸和二乙烯三胺在不同温度下合成了油酸基酰胺（A1）、油酸基咪唑啉（AM）以及既含有酰胺又含有咪唑啉（A2）的3种缓蚀剂。采用电化学阻抗谱（EIS）和极化曲线对3种合成产物在CO₂饱和的质量分数3.5%的NaCl溶液中进行缓蚀性能评价。EIS和极化曲线结果表明：A1、A2和AM均能对Q235钢在该介质中的腐蚀起到显著的抑制作用；3种合成产物的缓蚀效率由高到低为AM > A2 > A1，说明咪唑啉的缓蚀效果比酰胺的好。通过量子化学的方法研究了咪唑啉分子和酰胺分子的缓蚀机理，理论计算结果表明：与酰胺分子相比，咪唑啉分子的成键能力更强，从而更容易吸引电子，与Fe基体更容易发生相互作用。通过Hirshfeld计算了咪唑啉和酰胺分子中原子的Fukui指数并分析了其反应活性位点，Fukui指数的分析结果与分子前线轨道HOMO和LUMO的分析结果一致。     

咪唑啉型表面活性剂的合成与应用

着重研究了用脂肪酸和二乙烯三胺反应合成咪唑啉衍生物的工艺条件，探讨了反应物的配料比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响，得出了最佳反应条件；并用棉籽油合成了缓蚀剂咪唑啉衍生物，试验了产品的乳化性能，测定了产品的缓蚀效果，并对反应的原料选择作了一定探讨。     

异恶唑衍生物缓蚀剂缓蚀性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究盐酸环境下两种缓蚀剂(2-甲基-5-十二烷基异恶唑(A)和2-异丙基-5-十二烷基异恶唑(B))对低碳钢的缓蚀性能,并对其缓蚀机制进行分析。结果表明:在液相条件下,异恶唑缓蚀剂的极性头部优先吸附于金属表面,烷基碳链以一定角度指向溶剂,并且2-异丙基-5-十二烷基异恶唑的吸附强度大于2-甲基-5-十二烷基异恶唑;形成的致密缓蚀剂膜能有效阻碍腐蚀介质向金属表面扩散,达到减缓腐蚀的目的。     

抗CO_2腐蚀咪唑啉衍生物缓蚀性能的密度泛函理论

采用失重法测得4种咪唑啉衍生物(A～D)在CO_2饱和的3 % NaCl溶液中的缓蚀效率,利用量子化学密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-31G*基组水平上对它们的分子结构与缓蚀性能的关系进行理论研究,并使用Fukui指数对分子的反应活性位进行分析.结果表明:咪唑啉类缓蚀剂分子与金属界面作用时,主要是咪唑环和亲水支链上的极性基团起作用;4种缓蚀剂在金属表面的吸附为化学吸附,且缓蚀效率与分子的最高占据轨道能量(E_(HOMO))和最低空轨道能量(E_(LUMO))的相关性较好.     

Self-assembled monolayers of stearic imidazoline on copper electrodes detected using electrochemical measurements, XPS, molecular simulation and FTIR

A type of imidazoline inhibitor was synthesized using stearic acid and diethylenetriamine (DETA) as raw materials. Self-assembled monolayers (SAMs) of stearic imidazoline (IM) were prepared on copper surface. The copper electrode modified by IM was detected by electrochemical impedance spectros-copy (EIS),Tafel polarization curves, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourial transform reflection spectroscopy (FTIR). The biggest inhibition efficiency for copper corrosion of IM was 99% in NaCl solution according to EIS results. The XPS results provided evidence that the IM was adsorbed on copper surface. The theoretical calculations of molecular simulation supported the experimental re-sults and showed that the IM molecules were tilted at an angle to the copper surface.     

水质稳定剂“PC-602”(多元醇磷酸酯)缓蚀作用机理的研究

“PC-602”是一种具有优良缓蚀作用和一定阻垢作用的高效水质稳定剂。本文对“PC-602”在中性水介质中的缓蚀作用机理进行了研究。用铁氰化钾显色法、AES分析和椭圆仪测量研究了缓蚀膜的组成和生长过程。试验结果表明,“PC-602”在金属表面形成络合沉淀膜和氧化膜等复杂的复合膜。电化学方法测试结果证明,“PC-602”是对电极的阴极和阳极电化学过程都有抑制作用的混合型缓蚀剂。