ПОЛУЧЕНИЕ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ НА ОСНОВЕ ГОССИПОЛОВОЙ СМОЛЫ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

АННОТАЦИЯ

Были продолжены исследования по получению ингибитора коррозии на основе отечественных и вторичных продуктов, и в качестве основного исходного ингредиента в этой исследовательской работе была получена госсиполовая смола. В ходе практических экспериментов была получена новая композиция марки MG-1 на основе госсиполовой смолы и цианурата меламина.

В ходе проведенных исследований были установлены оптимальные условия формирования полученных композиций. Анализ показателей ИК-спектроскопии был проведен с целью изучения химических связей, присутствующих в образце, и присутствующих функциональных групп. Также были изучены показатели растворимости полученного образца ингибитора коррозии, о котором идет речь.

ABSTRACT

Research on the production of a corrosion inhibitor based on domestic and secondary products was continued, and gossypol resin was obtained as the main starting ingredient in this research work. In the course of practical experiments, a new MG-1 brand composition based on gossypol resin and melamine cyanurate was obtained.

In the course of the conducted research, optimal conditions for the formation of the obtained compositions were established. The analysis of the IR spectroscopy parameters was carried out in order to study the chemical bonds present in the sample and the functional groups present. The solubility parameters of the obtained sample of the corrosion inhibitor in question were also studied.

Ключевые слова: госсиполовая смола, ингибитор коррозии, инфракрасная спектроскопия, индикатор растворимости.

Keywords: gossypole resin, corrosion inhibitor, infrared spectroscopy, solubility indicator.

Введение. Защита металлов от коррозии считается одной из актуальных задач, стоящих перед наукой и техникой. Проблемы коррозии во многих случаях препятствуют развитию и совершенствованию технологий производства. Таким образом, обычная металлическая сталь, наиболее распространенный конструкционный материал, легко подвергается коррозии в рабочих условиях и поэтому требует специальных защитных мер. Защитные покрытия ухудшают другие важные функциональные свойства металлов, а также их коррозионную стойкость [1].

В процессе производства хлопковых волокон определенное количество госсиполовой смолы выделяется в качестве вторичного продукта. В данной исследовательской работе были проведены исследования по получению ингибитора коррозии из госсиполовой смолы, которая выделяется в хлопчатобумажной промышленности [2].

Экспериментальная часть.

Были проведены практические эксперименты по получению ингибитора коррозии на основе госсиполавой смолы. В процессе данного эксперимента из лабораторного оборудования были использованы фарфоровая чаша, лабораторный миксер и аналитические весы.

На первом этапе практических экспериментов были приготовлены исходные вещества. Цианурат меламина, был измельчен, вещества были взяты в определенном соотношении и помещены в колбу. На втором этапе полученную госсиполовую смолу помещали в емкость для растворения, доводили смолу до жидкого состояния при температуре выше 100^ОС и добавляли меламинцианурат. Этот практический эксперимент проводился при температуре 165^ОС в течение 2 часов [3-4].

Исходные вещества при получении ингибитора коррозии на основе госсиполовой смолы  брали в соотношении 1:1, 1:2, 1:3, 1:4. В ходе практических экспериментов был получен состав марки MG-1.

Результаты и их обсуждение.

Для определения наиболее оптимальных условий в процессе получения этого ингибитора коррозии, были проведены реакции при различных массовых соотношениях исходных веществ и при различных температурных показателях (рис. 1).

Рисунок 1. Температурная зависимость продукта реакции

В то же время в практических экспериментах рассматривался процесс получения ингибитора коррозии на основе госсиполовой смолы с образованием продукта с высоким выходом при температуре 160-170^ОС.

Также экспериментально было определено, что производительность составляет 85-87% при массовом соотношении исходных веществ 1:3 и 1:1 в течение 2 часов (таблица 1).

Таблица 1.

Массовое соотношение и временная зависимость исходных веществ от процесса получения ингибитора на основе госсиполовой смолы

Процесс получения ингибитора коррозии на основе госсиполовой смолы проводили при температуре 160-170^ОС, перемешивая в течение 2 часов. Согласно полученным результатам, было установлено, что исходные вещества имеют большое значение при образовании ингибитора при массовом соотношении 1:3 и 1:1 (рис. 2).

Рисунок 2. Зависимость продукта реакции от соотношения масс и времени

В ходе практических экспериментов были получены и проанализированы показатели ИК-спектра образца с целью исследования данных о составе и расположении функциональных групп ингибитора.

В частности, показатели ИК-спектра образца в области 3468-3417 см-1 соответствуют асимметричным валентным колебаниям функциональных групп О-Н, область 2854-2924-см^-1 характерна для метильных групп, умеренное валентное поглощение бензольных групп наблюдается в области 3112-3331 см^-1. Кроме того, колебания в области поглощения 1543-см^-1 указывают на наличие связи –О-N=О, а колебания в области поглощения  1622-см^-1 указывают на наличие связи -С=N- (рисунок 3).

Рисунок 3. ИК-спектр образца ингибитора коррозии, полученного на основе госсиполовой смолы

В ходе практических экспериментов анализ показателей ИК-спектра образца ингибитора коррозии, полученного на основе госсиполовой смолы и цианурата меламина, показывает, что в результате реакции образовался ингибитор, содержащий азот.

Также в ходе экспериментов в соответствии с требованиями ГОСТ 33034-2014 была исследована растворимость образца азотосодержащего ингибитора, полученного на основе госсиполовой смолы и цианурата меламин,. в воде, а также других органических растворителях. Эксперимент направленный на определение растворимости, проводился в благоприятных условиях, т.е. при постоянной температуре 20±0,5^ОС.

В ходе эксперимента образец измельчали, взвешивали на аналитических весах массой 0,1 г, и помещали в колбу с 10 мл растворителя. Горлышко колбы закрывали пробкой и встряхивали в течение 10 минут. Путем визуального наблюдения за составом смеси определяли количество нерастворимого вещества. Если обнаруживалось, что вещество частично или полностью нерастворимо в случае добавления 10 мл растворителя, то затем добавляли растворитель по 10 мл до 100 мл растворителя и снова встряхивали. Во время испытания эксперимент продолжался в течение 96 часов в случаях низкой растворимости в соответствии с пропорциями вещества. В конце проведенных экспериментов были получены следующие результаты (таблица 2).

Таблица 2.

Показатели растворимости образцов ингибитора коррозии, полученного на основе госсиполовой смолы

В соответствии с данными, полученными в ходе экспериментов, из таблицы 2, видно, что образец азотсодержащего ингибитора, полученный на основе госсиполовой смолы и меламинцианурата, в органических растворителях обладает низкой растворимостью, а в ацетоне и в воде вообще не растворяется.

Заключение.

Таким образом, в данной исследовательской работе был получен ингибитор коррозии на основе госсиполовой смолы и цианурата меламина. В ходе практических экспериментов в процессе получения ингибитора коррозии исходные вещества использовались в разных массовых соотношениях и при разных температурных показателях, и были установлены оптимальные условия реакции. Анализ показателей ИК-спектроскопии был проведен с целью изучения химических связей композиции, полученных в практических экспериментах, и имеющихся функциональных групп. Также были изучены показатели растворимости полученного образца ингибитора коррозии, о котором идет речь.

В ходе дальнейших исследований желательно изучить коррозионную эффективность ингибитора коррозии, полученного на основе рассматриваемой госсиполовой смолы.

Список литературы:

1. J.R. Davis, The effects and economic impact of corrosion, in Corrosion: Understanding the basics, Netherlands: ASM International, 2000, pp. 62–66.
2. Б.К. Шайкулов, Ф.Н. Нуркулов, А.Т. Джалилов / Изучение физико-химических свойств сополимеров синтезированных на основе акриловой кислоты/ «Развитие науки и технологий научно – технический журнал», 5/2022, стр. 110-114.
3. A.H.A. Nasser, P.D. Ndalila, E.A. Mawugbe, M.E. Kouame, M.A. Paterne, Y. Li, Mitigation of Risks Associated with Gas Pipeline Failure by Using Quantitative Risk Management Approach: A Descriptive Study on Gas Industry, J. Mar. Sci. Eng., 2021, 9, no. 10, 1098. doi: 10.3390/jmse9101098.
4. Soomro, A.A.; Mokhtar, A.A.; Kurnia, J.C.; Lashari, N.; Lu, H.; Sambo, C. Integrity assessment of corroded oil and gas pipelines using machine learning: A systematic review. Eng. Fail. Anal. 2022, 131, 105810.
5. A.H. Al-Moubaraki and I.B. Obot, Corrosion challenges in petroleum refinery  operations: Sources, mechanisms, mitigation, and future outlook, J. Saudi Chem. Soc., 2021, 25, no. 12, 101370. doi: j.jscs.2021.101370.
6. Shi, X.; Zhang, Z.; Wu, L.; Li, X.; Zhang, Z. Corrosion law of metal pipeline in tahe oilfield and application of new materials. Coatings 2021, 11, 1269. [CrossRef]