CN115449800A

CN115449800A - 克林霉素用于盐溶液中的金属缓蚀剂

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Publication number: CN115449800A
Application number: CN202211262283.8A
Authority: CN
Inventors: 陈丽; 周麟永; 王�琦; 向庆; 刘静; 杨峰
Original assignee: Guizhou Education University
Current assignee: Guizhou Education University
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2022-12-09

Abstract

本发明涉及医疗化学技术领域，且公开了克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，包括以下具体实验方案：方案一：在相同的腐蚀时间（14天）和温度（25℃）的条件下，在0.9%的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度为0.4%的克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素后，检测纯镁在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析，通过腐蚀速率可知，增加克林霉素溶液的浓度对镁合金、不锈钢和钛合金的腐蚀速率均有降低作用，对304不锈钢和TA1ELI钛合金来说，在0.15‑0.20%浓度下已经可以达到较好效果。从不同种类的抗生素来看，克林霉素用于0.9%NaCl溶液中的金属缓蚀剂是最适合的，达到了良好的缓蚀剂功效。

Description

克林霉素用于盐溶液中的金属缓蚀剂

技术领域

本发明涉及医疗化学与金属腐蚀技术领域，具体为克林霉素用于生理环境与其他腐蚀溶液中的金属缓蚀剂及其应用。

背景技术

克林霉素（分子式为C₁₈H₃₃ClN₂O₅S，结构式如下所示）是抗生素类药物，克林霉素的衍生物，主要用于革兰氏阳性菌和厌氧菌引起的各种感染性疾病。克林霉素可以口服和静脉注射，不良反应有过敏反应和胃肠道反应等。

在现代工业中，金属仍是最重要的材料之一，广泛应用于生物医学、交通运输、航空航天、机械设备、石油化工、城市建设等诸多领域，但是金属腐蚀一直困扰着人们，据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1.5～2.4%。金属腐蚀就是指金属在外界环境的作用下引起的破坏或变质。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。腐蚀不仅影响了原有金属的光泽，而且带来了很大的经济损失。为了应对金属腐蚀，人们对金属缓蚀剂的使用越来越多。

目前，医用药品中的特殊成分用于金属缓蚀剂的应用较少，而医用药品由于纯度极高，并且已知化学成分，大大降低了对后期腐蚀过程中化学及电化学反应过程的解析难度，有利于对缓蚀原理和机理分析，并且医用药品往往可以大规模生产，且成本较低，可扩展其用途，发展前景广阔。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，解决了上述背景所提出的问题。

（二）技术方案

为评价不同抗生素的缓蚀效果，将克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素，这三种抗生素添加到盐酸溶液和含0.9%的氯化钠溶液中，加入奥氏体不锈钢以及镁合金等金属进行浸泡腐蚀和电化学腐蚀，与未加入抗生素的空白样进行对比，分析三种抗生素及其抗生素添加浓度对相应金属的缓蚀效果，从而根据数据进行测定抗生素是否可以用于NaCl腐蚀溶液中的金属缓蚀剂。

本发明提供克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，包括以下具体实验方案：

方案一：在相同的腐蚀时间（14天）和温度（25℃）的条件下，在0.9%的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度为0.4%的克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素后，检测纯镁在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

方案二：在相同的腐蚀时间（30天）和温度（25℃）的条件下，在0.9%的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度为0.4%的克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素后，检测AZ31镁合金在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

方案三：在相同的腐蚀时间（25天）和温度（25℃）的条件下，在0.9%的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的克林霉素后，检测304不锈钢在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

方案四：在相同的腐蚀时间（22天）和温度（25℃）的条件下，在0.9%的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.24%的克林霉素后，检测TA1ELI钛合金在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

每个具体的实验方案包括以下步骤：

步骤一：将镁合金、不锈钢、钛合金等金属加工打磨至光滑备用，测算样品表面积。

步骤二：将克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素分别加入到烧杯中，依序配置100-200mL、0.9%浓度的NaCl空白溶液以及分别加入了三种抗生素或不同浓度抗生素的NaCl溶液，采用恒温水浴锅保持溶液在设定的腐蚀温度。

步骤三：将处理好的镁合金、不锈钢、钛合金等分别加入到不同腐蚀溶液中进行腐蚀。

步骤四：腐蚀一定时间后取出样品，对腐蚀的样品进行表面处理，称重并分析腐蚀情况。

优选的，上述技术方案采用多种抗生素对比实验以得到最优的缓蚀效果的缓蚀剂，缓蚀效果最好的为克林霉素。

优选的，上述技术方案采用的金属不锈钢的型号为304不锈钢，采用的镁合金为纯镁（99.99%）、AZ31镁合金，采用的钛合金为TA1ELI钛合金。

优选的，上述技术方案采用的缓蚀剂浓度为0.1%~0.4%。

优选的，上述技术方案采用的检测手段为失重法浸泡腐蚀实验和电化学检测。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了克林霉素用于0.9%NaCl溶液中的金属缓蚀方案，具备以下有益效果：

1、本发明方法通过实验结果可知克林霉素具有缓蚀功效，拓展了其应用领域；对镁合金、不锈钢及钛合金的缓蚀效果较好，尤其是AZ31镁合金、304不锈钢和TA1ELI钛合金，具有显著的缓蚀效果。

2、通过腐蚀速率可知，增加克林霉素溶液的浓度对镁合金、不锈钢和钛合金的腐蚀速率均有降低作用，对304不锈钢和TA1ELI钛合金来说，在0.15-0.20%浓度下已经可以达到较好效果。从不同种类的抗生素来看，克林霉素用于0.9%NaCl溶液中的金属缓蚀剂是最适合的，达到了良好的缓蚀剂功效。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

（1）将纯镁加工至10mm×10mm×3mm的规格，打磨至光滑，称重备用。

（2）在相同的腐蚀时间和温度（25℃）的条件下，将0.4%克林霉素、0.4%阿奇霉素、0.4%头孢呋辛酯分别加入到烧杯中，依序配置100 mL、0.9%浓度的NaCl空白溶液以及分别加入了三种抗生素的NaCl溶液。

（3）将处理好的纯镁分别加入到四组配置完成的溶液中进行腐蚀。

（4）腐蚀两周后取出样品，对腐蚀的样品进行表面处理，将腐蚀后的样品再次称重。实验结果如表1所示。

表1 在0.9%NaCl溶液中，纯镁浸泡2周后的失重数据

Table 1 Weight loss for pure magnesium in 0.9%NaCl solution for 2weeks

由表1的实验数据可以了解到：与空白溶液样品相比，加入含抗生素的缓蚀剂后，样品均产生了缓蚀效果，其中，在100 mL 0.9%NaCl溶液中加入0.4%g克林霉素后，纯镁的腐蚀速率最低，实验对比，克林霉素对合金的缓蚀效果比其他抗生素缓蚀效果好，克林霉素对合金的缓蚀效果显著。

实施例二：

（1）将AZ31镁合金加工至约20mm×20mm×3mm的规格，打磨至光滑，称重备用。

（2）在相同的腐蚀时间和温度（25℃）的条件下，将0.4%克林霉素、0.4%阿奇霉素、0.4%头孢呋辛酯分别加入到烧杯中，依序配置200 mL 0.9%浓度的NaCl空白溶液以及分别加入了三种抗生素的NaCl溶液。

（3）将处理好的AZ31镁合金分别加入到四组配置完成的溶液中进行腐蚀。

（4）腐蚀1个月后取出样品，对腐蚀的样品进行表面处理，将腐蚀后的样品再次称重。实验结果如表2所示。

表2在0.9%NaCl溶液中，AZ31镁合金浸泡1月后的失重数据

由表2的实验数据可以了解到：AZ31镁合金在不添加任何抗生素的NaCl溶液中被腐蚀得最严重。浸泡在添加了不同抗生素的NaCl溶液中的AZ31镁合金被腐蚀的程度有不同程度的减轻，说明这三种抗生素对AZ31镁合金均有不同程度的缓腐蚀效果，但其中克林霉素对AZ31镁合金缓腐蚀效果最好，缓蚀效率达到89%，远高于其他两种抗生素。

实施例三：

（1）将规格为Φ15mm的304不锈钢切成6-8 mm的圆柱体，打磨至光滑，测量表面积，称重备用。

（2）在相同的腐蚀时间（25天）和温度（25℃）的条件下，将0.10%克林霉素、0.15%克林霉素、0.20%克林霉素、0.25%克林霉素分别加入到烧杯中，依序配置200 mL 0.9%浓度的NaCl空白溶液以及分别加入四种不同浓度克林霉素的NaCl溶液。

（3）将处理好的304不锈钢分别加入到五组配置完成的溶液中进行腐蚀。

（4）腐蚀25天后取出样品，对腐蚀的样品进行表面处理，将腐蚀后的样品再次称重。实验结果如表3所示。

表3在0.9%NaCl溶液中，304不锈钢浸泡25天后的失重数据

由表3的实验数据可以看出：与空白溶液样品相比，0.9%浓度的NaCl溶液中加入不同浓度克林霉素抗生素后，样品均产生了显著缓蚀效果，随着克林霉素浓度的增加，304不锈钢的腐蚀速率逐渐降低，克林霉素加入量超过0.15%后，缓蚀效率均超过90%，缓释效果显著。

实施例四：

（1）将规格为Φ15mm的TA1ELI钛合金切成8 mm的圆柱体，打磨至光滑，测量表面积，称重备用。

（2）在相同的腐蚀时间（22天）和温度（25℃）的条件下，将0.10%克林霉素、0.15%克林霉素、0.20%克林霉素、0.24%克林霉素分别加入到烧杯中，依序配置200 mL 0.9%浓度的NaCl空白溶液以及分别加入四种不同浓度克林霉素的NaCl溶液。

（3）将处理好的TA1ELI钛合金分别加入到五组配置完成的溶液中进行腐蚀。

（4）腐蚀22天后取出样品，对腐蚀的样品进行表面处理，将腐蚀后的样品再次称重。实验结果如表4所示。

表4在0.9%NaCl溶液中，TA1ELI钛合金浸泡22天后的失重数据

由表4的实验数据可以看出：与空白溶液样品相比，0.9%浓度的NaCl溶液加入不同浓度克林霉素抗生素后，样品均产生了较为明显的缓蚀效果，随着克林霉素浓度的增加，TA1ELI钛合金的腐蚀速率逐渐降低，当克林霉素加入量超过0.20%后，缓蚀效率均超过85%，缓释效果显著。

本发明的有益效果是：

通过实验结果可知克林霉素具有明显的缓蚀剂功效，拓展了其应用领域；添加的克林霉素微量，仅有千分之几，成本较低，同时对腐蚀性溶液成分影响较小；对镁合金、不锈钢及钛合金的缓蚀效果较好，尤其是AZ31镁合金、304不锈钢和TA1ELI钛合金，具有显著的缓蚀效果。

通过腐蚀速率可知，增加克林霉素溶液的浓度对镁合金、不锈钢和钛合金的腐蚀速率均有降低作用，对304不锈钢和TA1ELI钛合金来说，在0.15-0.20%浓度下已经可以达到较好效果。从不同种类的抗生素来看，克林霉素用于0.9%NaCl溶液中的金属缓蚀剂是最适合的，达到了良好的缓蚀剂功效。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，其特征在于，包括以下具体实验方案：

方案一：在相同的腐蚀时间(14天)和温度(25℃)的条件下，在0.9％的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度为0.4％的克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素后，检测纯镁在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

方案二：在相同的腐蚀时间(30天)和温度(25℃)的条件下，在0.9％的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度为0.4％的克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素后，检测AZ31镁合金在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

方案三：在相同的腐蚀时间(25天)和温度(25℃)的条件下，在0.9％的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度分别为0.10％、0.15％、0.20％、0.25％的克林霉素后，检测304不锈钢在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

方案四：在相同的腐蚀时间(22天)和温度(25℃)的条件下，在0.9％的氯化钠溶液中加入缓蚀剂浓度分别为0.10％、0.15％、0.20％、0.24％的克林霉素后，检测TA1ELI钛合金在空白溶液和加入了缓蚀剂后的溶液腐蚀情况，对比分析。

2.根据权利要求1所述的克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，其特征在于包括以下步骤：

步骤二：将克林霉素、头孢呋辛酯、阿奇霉素分别加入到烧杯中，依序配置100-200mL、0.9％浓度的NaCl空白溶液以及分别加入了三种抗生素或不同浓度抗生素的NaCl溶液，采用恒温水浴锅保持溶液在设定的腐蚀温度。

3.根据权利要求1所述的克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，其特征在于，采用空白样和多种抗生素对比实验以得到最优的缓蚀效果的缓蚀剂及其缓蚀剂浓度。

4.根据权利要求1所述的克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，其特征在于克林霉素对镁合金、不锈钢、钛合金具有良好的缓蚀效果。

5.根据权利要求1所述的克林霉素等抗生素用于NaCl盐溶液中的金属缓蚀方案，其特征在于克林霉素在0.15-0.4％浓度时便取得显著的缓蚀效果。