Идентификация химической продукции – ингибиторов коррозии ARIN&M

АННОТАЦИЯ

Разработаны ингибиторы коррозии металлов коррозии многоцелевого назначения и изучены возможности идентификации данной химической продукции, основными идентификационными параметрами которых являются химический состав и структура.

ABSTRACT

Multipurpose corrosion inhibitors for corrosion metals have been developed and the possibilities of identifying these chemical products have been studied, the main identification parameters of which are the chemical composition and structure.

Ключевые слова: химическая продукция, ингибиторы коррозии, классификация, идентификация.

Keywords: chemical products, corrosion inhibitors, fire retardants, ARIN&M, classification, identification.

Введение

В практической деятельности часто возникает необходимость идентификации того или иного вещества или химической продукции в целом, а также количественной оценки их содержания в разработанном материале. В последние годы возрос интерес к идентификации и анализу антикоррозионных материалов как химической продукции в частности ингибиторов коррозии.

Идентификационными параметрами для химической продукции как ингибиторы коррозии можно разделить на две основные группы, одна из которых связана с производителем или поставщиком продукции (технологический регламент, стандарт организации /технические условия/ и др.), другая характеризующая химический состав и физико-химические свойства продукции.

Приоритетным идентификационным параметром химической продукции – ингибитора коррозии необходимо считать состав, во многих случаях подтверждение соответствия данному параметру является необходимым и достаточным условием идентификации. Однако очень часто химический состав не имеет определяющей направленности, к примеру, у вторичных продуктов или отходов производств, состоящих из множества различных компонентов, соотношение между которыми варьируются от партии к партии и определение химического состава возможно лишь современными физико-химическими методами исследованиями.

В любом случае при идентификации химической продукции– ингибиторов коррозии первым этапом является идентификационный профиль ингибитора коррозии – документ содержащий информацию (технологический регламент, стандарт организации /технические условия/ и др.) об идентификационных параметрах. В случае если для полной характеристики ингибитора коррозии химического состава недостаточно, то для идентификации необходимо использовать физико-химические свойства и при составлении идентификационного профиля необходимо учитывать идентификационные параметры, определяемые физико-химическими показателями. В целом необходимо применить методы и методики испытаний и исследований, взаимодополняющих друг друга и позволяющих дать полное и достоверное подтверждение соответствия ингибиторов коррозии установленным идентификационным параметрам в виде комплекса проведенных испытаний с целью построения единой картины. Для однозначного вывода следует использовать комбинацию дополняющих друг друга соответствующих испытаний. Выбор дополнительных методов или методик определяется природой химического вещества, в ряде случаев (вещества переменного состава, например вторичные продукты или отходы) необходимо проанализировать дополнительную информацию (например, сырье (в т.ч. как продукцию), использовавшееся при производстве ингибиторов коррозии, применявшиеся технологии и т.д.). В ряде случаев определение расширенного спектра физико-химических параметров позволяет дать дополнительное подтверждение химического состава.

Объект исследования — химическая продукция – антикоррозионные материалы, в том числе ингибиторы коррозии.

Предмет исследования - идентификации химической продукции – ингибиторы коррозии ARIN&M.

Полученные результаты и их обсуждение.

Для подтверждения структуры ингибитора коррозии наиболее информативными являются спектральные методы (инфракрасная спектроскопия, спектроскопия в ультрафиолетовом и видимом спектре, спектроскопия ядерного магнитного резонанса и др.), для определения химического состава наиболее информативным остаются хроматографические методы анализа.

Совершенствование методов качественного и количественного анализа ингибиторов коррозии позволит потребителям и исследователям изучить зависимость защитных свойств от строения и состава активной основы; получать продукты известного строения с заданными свойствами; оценивать качество продукции для целей входного (выходного) контроля и стабильность ингибитора коррозии в процессе хранения.

При идентификации химической продукции метод жидкостной хроматографии представляется более предпочтительным. Недостатком метода является дорогое и более сложное аппаратурное оформление, использование высокочистых растворителей. Помимо этого, существуют определенные сложности с идентификацией компонентов столь сложной смеси исследуемых ингибиторов коррозии ARIN&M, в качестве компонентов которых используются вторичные продукты масложирового и химических производств, в первом случае представляющие собой смеси С₁₂-С₃₁- линейных насыщенных и ненасыщенных кислот, во втором случае сложную смесь из бензойной кислоты, бензилбензоата, бензальдегида, фталевой кислоты и др. компонентов.

Для анализа сложных смесей на примере рассматриваемых ингибиторов коррозии ARIN&M (наличие смеси аминов, амидов и производных имидазолина) [4-5] приемлем метод ИК-Фурье спектроскопии, который позволяет проводить качественный анализ по наличию и интенсивности характеристических полос поглощения ν_с-N имидазолинового кольца и ν_с-О карбонильной группы , в тоже время при анализе сложных смесей на ИК- спектрах присутствуют полосы поглощения всех имеющихся в продуктах функциональных групп.

Перспективным методом количественной оценки [3] соединений имеющий амидные, аминые и имидазолиновые группы является метод потенциометрического титрования, основанный на раздельном определении содержании первичных, вторичных и третичных аминов в ингибиторах коррозии ARIN&M позволяющий достичь однозначности интерпретации. Анализы позволяют раздельного определения в продуктах первичного, вторичного и третичного азота по содержанию последнего можно сделать вывод о содержании соответствующих групп.

Потенциометрическое титрование осуществляют следующим образом, навеску анализируемого реактива помещают в стакан и растворяют в 25-50 см³  уксусной кислоты (или другого растворителя). Электроды обмывают водой, ополаскивают спиртом, осушают фильтровальной бумагой, погружают в анализируемый раствор, присоединяют к иономеру, после чего раствор титруют при перемешивании магнитной мешалкой раствором хлорной кислоты, прибавляя в начале титрования по 1 см³ титрованного раствора, в конце - по 0,05 см³ . После того, как будет отмечен скачок потенциала, продолжают титрование и делают еще 2-3 измерения. Расход раствора хлорной кислоты, соответствующий точке эквивалентности, определяют расчетным путем - методом второй производной или графически - по кривой титрования. Этот метод позволяет также проводить качественную оценку состава полученного продукта, при показателях которых отсутствие первичного амина в составе продукта указывает на то, что в состав в полученной смеси входит либо диамид, либо аминоамид, либо амидо- алкилимидазолины.

Методом идентификации для рассматриваемого вида ингибитора коррозии ARIN&M является анализ методом ИК-Фурье спектроскопии.

Рисунок 1. ИК-спектры полученного соединения при 190⁰С (верхний спектр) и 230⁰С (нижний спектр)

На ИК-спектрах изучаемых соединений наблюдались наличие полос поглощения С=N связи присутствующий в имидазолинах, в области 1605 см^-1 а также полос поглощения С=О линейного амида в областях 1650 см^-1 и 1550 см^-1. На ИК–спектре соединения полученного при 190⁰С, полоса поглощения С=N выражена слабо в отличии от соединения синтезированного при 230⁰С. Немаловажно, что интенсивность полосы поглощения С=N и С=О связей взаимосвязаны между собой, при увеличении интенсивности полос одной из связей падает интенсивность другой. Таким образом ИК-спектрометрические методы анализа позволяют сравнения интенсивности полос поглощения С=N связей различных продуктов синтеза и дать оценку содержания и наличия производных имидазолина [4-6].

Также в ИК-спектрах промежуточных и конечных продуктов наблюдались полосы поглощения (ν, см-1): 1565, 1640, 1645 (NH) (амиды), 1628, 1632,1638 (С=N)(предпол.имидазолины), 3300-3500(NH₂) ( аминыI), 3300-3450(NH) ( аминыII).

Комплексный анализ ингибиторов коррозии ARIN&M – измерение кислотного числа, количественное содержания аминов, амидов и имидазолинов методом потенциометрического титрования позволяют сделать однозначные выводы о строении продуктов в смеси и их количественном содержании.

Выводы

Выявлены нерешенные вопросы в регулировании химической продукции – ингибиторов коррозии, необходимые для эффективного функционирования системы государственного регулирования, в частности для обеспечения закупки качественной продукции.

Предопределена инвестиционная привлекательность и конкурентоспо-собность разрабатываемых ингибиторов коррозии многоцелевого и многофункционального назначения на базе доступного сырьевого источника и вторичных материальных ресурсов.

Список литературы:

1. Беллами Л. Новые данные по ИК спектрам сложных молекул // изд. “Мир”, М.,1971.
2. ГОСТ 17444-76 Реактивы. Методы определения основного вещества азотсодержащих органических соединений и солей органических кислот.
3. Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений // изд. “Мир”, “БИНОМ лаборатория знаний”, М.,2006.
4. Содикова М.Р., Джалилов А.Т., Абдумавлянова М.К. и др. Вторичные материальные ресурсы и разработка технологии получения олигомерных ингибиторов коррозии металлов на их основе //Композиционные материалы. Узбекский Научно-технический и производственный журнал. 2020. №2. с.116-122.
5. Содикова М.Р. Высокоэффективные ингибиторы коррозии нового поколения, теоретический и практический подход к выбору реагентов и разработки их состава // Международная научно-техническая конференция молодых ученых “Инновационные материалы и технологии – 2019”. г.Минск, Республика Беларусь. – 2019г. –С.425-426.
6. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы //МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии, М.,2012.