НОВЫЕ СОСТАВЫ ДЛЯ СИНТЕЗА АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ИХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

АННОТАЦИЯ

В настоящем исследовании с целью защиты металлических конструкций от коррозии было синтезировано антикоррозионное покрытие нового состава на основе моноэтаноламина, формальдегида и фосфорной кислоты. Процесс синтеза проводился при определённых временных и температурных условиях, а полученный продукт прошёл стадии нейтрализации, выделения и сушки. Полученный ингибитор коррозии марки МЭА-1 был проанализирован методом инфракрасной (ИК) спектроскопии. Согласно результатам спектрального анализа, в составе покрытия были обнаружены пики поглощения, характерные для метиленовых, амино- и амидных групп. Кроме того, образование вторичной аминогруппы подтвердило успешное протекание реакции. Наличие азот- и фосфорсодержащих функциональных групп свидетельствует о способности синтезированного покрытия образовывать защитную плёнку на поверхности металла. Полученные результаты подтверждают, что антикоррозионное покрытие марки МЭА-1 является перспективным защитным материалом.

ABSTRACT

In this study, an anti-corrosion coating of a new composition based on monoethanolamine, formaldehyde and phosphoric acid was synthesized to protect metal structures from corrosion. The synthesis process was carried out under specific time and temperature conditions, and the resulting product underwent neutralisation, separation and drying stages. The resulting corrosion inhibitor, MEA-1, was analysed using infrared (IR) spectroscopy. According to the results of spectral analysis, absorption peaks characteristic of methylene, amino and amide groups were detected in the coating composition. In addition, the formation of a secondary amino group confirmed the successful course of the reaction. The presence of nitrogen- and phosphorus-containing functional groups indicates the ability of the synthesized coating to form a protective film on the metal surface. The results confirm that the MEA-1 anti-corrosion coating is a promising protective material.

Ключевые слова: антикоррозионное покрытие, моноэтаноламин, фосфорная кислота, ИК (инфракрасная спектроскопия, формальдегид.

Keywords: anti-corrosion coating, monoethanolamine, phosphoric acid, IR (infrared spectroscopy), formaldehyde.

Введение. Для защиты металлических изделий от вредного воздействия коррозионной среды применяются неметаллические (на основе полимеров или оксидов) и металлические защитные покрытия. В последние годы наблюдается возрастающий интерес к самовосстанавливающимся покрытиям [8].

Основное преимущество полимерных материалов заключается в их высокой устойчивости к химическим и экологическим воздействиям. Это обеспечивает применение полимерных материалов практически во всех областях науки и технологии. Благодаря высокой химической стойкости полимерные материалы широко используются для антикоррозионной защиты строительных конструкций и изделий из металла, железобетона, извести, цементно-известкового гипса и других материалов [3].

В последние годы научные исследования по созданию антикоррозионных защитных материалов подчеркивают возрастающую значимость органических соединений, особенно веществ, содержащих аминогруппы и гидроксильные группы. В научной литературе отмечена высокая эффективность разработанных антикоррозионных средств на основе моноэтаноламина (МЭА), диэтаноламина (ДЭА) и триэтаноламина (ТЭА). Исследования показывают, что эти соединения адсорбируются на металлических поверхностях, образуя на них защитный слой и замедляя процессы электрохимической коррозии [2].

Следует отметить, что потребность в химически устойчивых веществах, стойких к коррозии, характерна не только для химической промышленности. Многие отрасли народного хозяйства требуют применения таких стойких веществ. Например, еще несколько лет назад в судостроительной промышленности медь считалась безупречным материалом для изготовления труб. Однако в последнее время наблюдается коррозия медных труб из-за быстрого течения морской воды в них [1].

Метод синтеза

 Сначала приготовили 30%-ный раствор моноэтаноламина. Затем кристаллическую фосфористую кислоту растворили в дистиллированной воде до получения 10%-ного раствора. Приготовленные растворы поместили в круглодонную колбу. Колбу поместили в водяную баню, установленную на нагревательной плитке с магнитной мешалкой. Горлышко колбы закрыли холодильником, который был постоянно подключен к водопроводу.

После того как температура реакции достигла 84 °C, в реакционную смесь добавили раствор формалина и продолжали процесс в течение 14 часов. Основными параметрами реакции являются время и температура.

В ходе процесса на дне сосуда в виде осадка накапливалось антикоррозионное покрытие. После этого нагрев прекратили, и смесь охладили до комнатной температуры. Полученное вещество нейтрализовали гидроксидом натрия, отделили от жидкости и сушили в сушильном шкафу при температуре 50 °C до достижения постоянной массы.

В этом процессе происходят следующие реакции:

Рисунок 1. Реакция между этаноламином, формальдегидом и фосфористой кислотой

Анализ и обсуждение

Синтезированный ингибитор коррозии марки МЭА-1 в измельченном виде был подвергнут ИК-анализу с помощью SHIMADZU FTIR. Полученные результаты были проанализированы, и были определены пики, характерные для соответствующих функциональных групп. Ниже приведен анализ ИК-спектра.

Рисунок 2. ИК-спектр ингибитора коррозии марки МЭА-1

Анализ ИК-спектра и идентификация функциональных групп показывают, что в области 2983.38, 2895.15 и 2931.50 см−1 наблюдается поглощение, характерное для группы -CH2-, что указывает на наличие метиленовой группы в составе антикоррозионного покрытия. Полосы при 1516.05 и 1625.99 см−1 соответствуют деформационным колебаниям -N-H, что свидетельствует о наличии аминных или амидных групп. Отсутствие вторичного амина в исходных веществах и наличие пика, характерного для вторичной аминогруппы, в составе полученного антикоррозионного покрытия марки МЭА-1 свидетельствует об успешном проведении реакции. Это доказывает, что реакция произошла именно за счет образования вторичного амина из аминогруппы моноэтаноламина.

В данном исследовании для защиты металлических конструкций от коррозии было синтезировано антикоррозионное покрытие на основе моноэтаноламина, формальдегида и фосфитной кислоты. Процесс синтеза проводился при определенных временных и температурных условиях, а полученный продукт подвергался стадиям нейтрализации, отделения и сушки. Для определения структуры полученного антикоррозионного покрытия марки МЭА-1 использовался метод инфракрасной спектроскопии (ИК).

Согласно результатам анализа ИК-спектра, в составе синтезированного покрытия были обнаружены пики поглощения, характерные для метиленовых, аминовых и амидных групп. Появление пиков, характерных для вторичной аминогруппы, отсутствующих в исходных веществах, подтверждает успешное протекание химической реакции. Кроме того, наличие функциональных групп, содержащих элементы азота и фосфора, указывает на способность антикоррозионного покрытия образовывать эффективный защитный слой на поверхности металла.

На основании полученных результатов сделан вывод о том, что синтезированное антикоррозионное покрытие марки МЭА-1 является перспективным средством защиты металлических материалов от коррозии и имеет важное значение для будущего практического применения.

Заключение

В результате данного исследования было синтезировано антикоррозионное покрытие нового состава на основе моноэтаноламина, формальдегида и фосфорной кислоты. Процесс синтеза был успешно проведён при заданной температуре (84 °C) и времени (14 часов), а полученный продукт прошёл стадии нейтрализации, разделения и сушки.

Результаты анализа, проведённого с помощью инфракрасной (ИК) спектроскопии, подтвердили наличие метиленовых (-CH2-), амино (-NH-) и амидных групп в составе синтезированного ингибитора марки МЭА-1. Кроме того, обнаружение пиков поглощения, характерных для вторичной аминогруппы, показало, что химическая реакция прошла успешно. Присутствие азот- и фосфорсодержащих функциональных групп указывает на способность синтезированного покрытия образовывать прочный защитный слой на поверхности металла. Полученные результаты показывают, что антикоррозионное покрытие марки МЭА-1 является перспективным и эффективным материалом для защиты металлических конструкций от коррозии. Данное соединение может иметь практическое значение для дальнейшего применения в промышленных масштабах.

Список литературы:

1. Бабаев Ж.О., Фозилов С.Ф, Мавланов Б.А., Фозилов Ҳ.С. Бензоксозолинонлар асосидаги эфирларни дизел ёкилгилари турли коррозияга карши хусусиятларига таъсирини урганиш // Development of science. — 2025. — №. 4. — C. 30–36.  
2. Beknazarov H., Ishonqulova G. Etanolaminlar Asosida Yangi Antikorrozion Qoplamalar Olish. Monoetanolamin, Dietanolamin, Trietanolamin // Development of science. — 2025. — Vol. 4. — Pp. 205–208.  
3. Boev E.V., Islamutdinova A.A., Kasyanova L.Z., Aminova E.K. A method for producing an anticorrosive paint based on nanostructured polyvinyl varnish // Nanotechnologies in construction. — 2025. — Vol. 17(3). — Pp. 331–338. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2025-17-3-331-338.  
4. Chen K., Li X., Zhou Y., Wang L. Research progress of g-C₃N₄-based photocatalytic anticorrosion coatings // Inorganic Chemistry Frontiers. — 2025. — Vol. 12. — Pp. 2140–2160.
5. Kurbanov R., Mamatov A., Ismailov B. (2025). Obtaining corrosion inhibitors containing nitrogen and phosphorus based on aromatic compounds // European Science Review. — 2025. — Vol. 3. — Pp. 45–52.
6. Liu S., Zhang Y., Wang H., Chen J. (2025). Research on fireproof and anti-corrosion integrated coatings modified with phosphorus–nitrogen molecules // Coatings. — 2025. — Vol. 15(11). — P. 1253.
7. Nomozov A., Rasulov K., Tashpulatov S. (2024). Synthesis and evaluation of corrosion inhibitors based on thiourea and orthophosphoric acid // Baghdad Science Journal. — 2024. — Vol. 21(4). — Pp. 1234–1245.
8. Stankiewicz A., Szczygieł I., Szczygieł B. Self-healing coatings in anti-corrosion applications // Journal of Materials Science. — 2013. — Vol. 48. — № 23. — Pp. 8041–8051.