RU2693250C1 - Антикоррозионный наногель - Google Patents

Антикоррозионный наногель Download PDF

Info

Publication number
RU2693250C1
RU2693250C1 RU2018129381A RU2018129381A RU2693250C1 RU 2693250 C1 RU2693250 C1 RU 2693250C1 RU 2018129381 A RU2018129381 A RU 2018129381A RU 2018129381 A RU2018129381 A RU 2018129381A RU 2693250 C1 RU2693250 C1 RU 2693250C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanogel
inh
fullerenols
mass
year
Prior art date
Application number
RU2018129381A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Александрович Чарыков
Виктор Анатольевич Кескинов
Вера Александровна Андреева
Марина Валентиновна Кескинова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТОНСПРИНГ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТОНСПРИНГ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТОНСПРИНГ"
Priority to RU2018129381A priority Critical patent/RU2693250C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693250C1 publication Critical patent/RU2693250C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/173—Macromolecular compounds

Abstract

Изобретение относится к жидким антикоррозионным составам на водной основе и может использоваться для защиты от коррозии в промышленных и хозяйственных целях, в частности для защиты от коррозии конструкций и деталей из металлов и сплавов на основе железа и алюминия, контактирующих с агрессивными средами. Антикоррозионный наногель включает 20-40 мас.% низкомолекулярного полиэтиленгликоля, 0,1-3,0 мас.% фуллеренолов на основе легкого фуллерена C60 или на основе смеси фуллеренолов C60 и C70, при массовом их соотношении 3/1 и воду - остальное до 100 мас.%. Антикоррозионный наногель одновременно с антикоррозионными свойствами в агрессивных средах для различных металлических поверхностей на основе железа, алюминия и их сплавов дополнительно обладает бактерицидными, антигрибковыми, адгезионными свойствами, экологически безопасен и удобен в использовании. 4 ил., 14 пр.

Description

Изобретение относится к жидким антикоррозионным составам на водной основе и может использоваться для защиты от коррозии для многих промышленных и хозяйственных целей, в частности для конструкций и деталей из металлов и сплавов на основе железа и алюминия (сталей, чугунов, дюралюминия и т.п.), контактирующих с агрессивными средами - растворами электролитов - морской (океанической) водой, промышленными стоками, грунтовыми водами и т.п.
Известен состав для защиты стальных конструкций и сооружений от атмосферной коррозии [патент RU 2418102, C23F 11/173, опубликовано: 10.05.2011 Бюл. №13]. Известный ингибитор коррозии содержит, мас. %: полиакриламид-гель 0,01-0,2, модифицированный бентонит с содержанием монтмориллонита 80% и более 0,1-0,5 и воду - остальное. Недостатком является ограниченность его применения: используется только для стали и только для защиты от атмосферной коррозии.
Известен состав ингибитора коррозии стали, который содержит полиоксиэтилен 0,001-0,1, бентонитовую глину 0,5-4,0, кальцинированную соду 0,1-1,0 и воду - остальное [патент RU №2353709, C23F 11/173, опубликовано: 27.04.2009, Бюл. №12]. В составе ингибитора используется водорастворимый полимер полиоксиэтилен с малой молекулярной массой, равной 6000 (марка ПЭГ 6000). В емкость загружают концентрированный водный раствор полимера - полиоксиэтилена с концентрацией 0,9-1,0 мас. %, далее процесс ведут при работающей мешалке и при 18-22°С, затем вводят концентрированный водный раствор кальцинированной соды с концентрацией 0,9-10 мас. % и доводят рН до 8-9, после чего со скоростью 1 л/мин вводят раствор водной суспензии бентонитовой глины с концентрацией 5-10 мас. %, затем добавляют расчетное количество воды для получения необходимой концентрации и полученную массу перемешивают в течение 10-15 мин. Данный ингибитор при нанесении на стальное изделие обеспечивает высокую степень защиты, а также снижает скорость коррозии. Недостаток: состав не предназначен для защиты конструкций, контактирующих с агрессивными средами - растворами электролитов и предназначен для защиты исключительно стали. Указанный аналог по совокупности признаков является наиболее близким к заявляемому составу и выбран в качестве прототипа.
Задачей изобретения является создание ингибитора коррозии - антикоррозионного наногеля, который бы одновременно с антикоррозионными свойствами в агрессивных средах (в растворах электролитов) для различных металлических поверхностей на основе железа, алюминия и их сплавов обладал бы адгезионными, бактерицидными, антигрибковыми свойствами, был бы экологически безопасен и удобен в использовании.
Поставленная задача достигается тем, что антикоррозионный наногель включает, масс. %: 20-40 низкомолекулярного полиэтиленгликоля и 0,1-3,0 фуллеренолов на основе легкого фуллерена C60 или на основе смеси фуллеренолов С60 и С70, при массовом их соотношении 3/1, вода - остальное до 100.
Низкомолекулярные полиэтиленгликоли (НПЭГ) с молекулярной массой до 1000 представляют собой продукты полимеризации окиси этилена с низшими гликолями (или полиэтиленгликолем с пониженной молекулярной массой). Структурная формула имеет следующий вид: НО-(СН2-СН2-O)n-Н. Общепринятой считается номенклатура полимеров по их молекулярной массе. Например, для НПЭГ со средней молекулярной массой 200, 300, 400, 600 г/моль, количество молей окиси этилена n, соответственно равно 4, 6, 8, 12.
Фуллеренолы на основе легкого фуллерена С60 и смеси фуллеренолов С60 и С70, при массовом их соотношении 3/1, являются водорастворимыми углеродными нанокластерами, на основе производных соответственно, легкого фуллерена С60 и стандартной фуллереновой смеси (С60+С70+Cn>70).
Первоначально считалось, что гидроксилированием фуллерена С60, можно получить фуллеренолы, имеющие общий состав С60(ОН)х (х=6, 12, 24, 36…). К настоящему времени, помимо собственно гидроксильных групп, к фуллеренолам на основе легкого фуллерена С60, относят также соединения фуллеренов с некоторыми иными негидроксильными группами, например кислородными (=O, -О-) С60(ОН)хОу, солевого типа, например [C60(OH)xOy](ONa)z и т.д. Так, фуллеренол, полученный реакцией С60 с гидроксидом тетрабутиламмония в толуоле в присутствии кислорода и водного раствора едкого натрия, в действительности представляет собой не просто полигидроксилированную молекулу С60, а стабильный радикал-анион молекулярной формулы Na+ n[C60OxOHy]- n, где n=2-3, х=7-9, у=12-15 [L.O. Husebo, В. Sitharaman, К. Furukawa, Т. Kato, L.J Wilson. Fullerenols revisited as stable radical anions// J. Am. Chem. Soc. 2004. Vol. 126. Р.12055-12064].
В зависимости от метода синтеза можно получать фуллеренолы и смеси фуллеренолов различного состава.
Фуллеренол С60(ОН)24 получали гидролизом C60Br24, который, в свою очередь, был получен прямым гетерогенно-каталитическим синтезом фуллерена С60 с Br2 [К.Н. Семенов, В.А. Кескинов, А.К. Пяртман, В.В. Яковлев, О.В. Арапов. Растворимость C60Brn (n=6, 8, 24) в органических растворителях. Журнал физической химии. 2009. Т.83. №11. С. 2124-2129].
Фуллеренол С60(ОН)22-24, получаемый прямым окислением фуллерена С60и называемый поэтому фуллеренолом-d (т.е. фуллерен-«direct»), синтезировали по методике первоначально опробованной японскими учеными [Li Jing, Takeuchi Atsuo, Ozawa Masaki, Li Xinhai, Saigo Kazuhiko, Kitazawa Koichi. С60 fullerol formation catalysed by quaternary ammonium hydroxide. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1993. P. 1784-1785]. Сначала был приготовлен раствор фуллерена С60 в бензоле, далее к этому раствору при перемешивании на воздухе добавляли раствор гидроксида натрия и раствор гидроксида тетрабутиламмония. В результате синтеза, последующего выделения и очистки получали конечный продукт - фуллеренол (фуллерол).
Синтез смеси фуллеренолов (С60(ОН)14-28+С70(ОН)10-22) при массовом их соотношении 3/1, осуществляли гетерогенно-каталитическим методом. К фуллереновой саже, получаемой по методу Кречмера, добавляли о-ксилол для растворения фуллереновой смеси, а также раствор NaOH в воде и катализатор - гидроксид тетрабутиламмония. Далее смесь механически перемешивали несколько суток, затем фуллереновую чернь отфильтровывали, водную фазу отделяли от органической на делительной воронке, смесь фуллеренолов высаливали из водной фазы метанолом и трижды перекристаллизовывали из воды в метанол. Остатки натриевых форм удаляли из препарата отмывкой в аппарате Сокслета. В полученной смеси фуллеренолов соотношение С60(ОН)14-28 и С70(ОН)10-22 в числах молей соответствует приближенно содержанию фуллеренов С60 и С70, содержащихся в фуллереновой саже, получаемой по методу Кречмера, т.е. порядка 3/1. Массовое соотношение С60(ОН)14-28 и С70(ОН)10-22 приближенно такое же, т.к. средние молекулярные массы обеих форм весьма близки. Присутствие в полученной смеси фуллеренолов более тяжелых фуллеренов возможно лишь в следовых количествах, так как суммарное содержание тяжелых фуллеренов (Cn>70) в фуллереновой саже составляет обычно менее 2 масс. %.
Смесь фуллеренолов ([C60(OH)15÷31O0÷3]+[C70(OH)13÷24O0÷1]), при массовом их соотношении 3/1, получали из фуллерита путем взаимодействия фуллерена C60 с гидроксильным донором - раствором NaOH в присутствии катализатора - раствора гидроксида тетрабутиламмония [RU 2481267, С01В 31/02, В82В 3/00, С07С 29/00, С07С 31/00, опубликовано 20.08.2012, Бюл. №23]. Фуллерит, содержащий 97-99 мас. % легких фуллеренов и 1-3 мас. % тяжелых фуллеренов, получали экстракцией из фуллереновой сажи, которую в свою очередь, производили по методу Кречмера.
Достоинства заявляемого ингибитора коррозии:
- экологичность: низкомолекулярные полиэтиленгликоли экологически безопасны, не окисляются в естественных условиях, хорошо растворимы в воде и водных растворах;
- дополнительная экологичность наногеля достигается благодаря использованию водорастворимых нанокластеров, которые не окисляются на воздухе, стимулируют рост корневой системы растений и увеличивают стрессоустойчивость последних [RU 2541405, C05G 1/00, опубликовано 10.02.2015, Бюл. №4];
- дополнительные эксплуатационные свойства - бактерицидность, противогрибковые и противовирусные свойства, проявляются за счет наличия в рецептуре наногеля водорастворимых нанокластеров [K.N. Semenov, N.A. Charykov, V.N. Postnov, V.V. Sharoyko, I.V. Vorotyntsev, M.M. Galagudza, I.V. Murin. Fullerenols: Physicochemical properties and applications. Progress in Solid State Chemistry 2016. V. 44 (2). P. 59-74];
- высокая адгезия к различным металлическим поверхностям металлов и сплавов на основе железа и алюминия достигается, с одной стороны использованием составов на основе НПЭГ, а, с другой стороны, использованием водорастворимых нанокластеров - фуллеренолов.
Предпосылкой к созданию антикоррозионного наногеля являлся тот факт, что в результате обработки алюминия и стали водным раствором фуллеренолов скорость электрохимической коррозии (в 0,25 N растворе серной кислоты) уменьшалась практически в 10 раз. Одновременно удельная поверхностная электропроводность алюминия и стали также понижалась на 10 порядков - и, таким образом, металлическая поверхность становилась изолирующей [М.Ю. Матузенко, К.Н. Семенов, Л.В. Цветкова, В.А. Кескинов, Д.Г. Летенко, В.А. Никитин. Синтез и защитное действие фуллеренола-d. Физикохимия поверхности и защита металлов. 2011. Т. 47. №3. С.253-259].
Доказательством того, что заявляемый состав является наногелем, является следующее:
Известно, что все водные растворы фуллеренолов образуют иерархически организованные наноструктуры с образованием ассоциатов 1-го порядка (с линейными размерами первые десятки нм), второго порядка (сотни нм) и третьего порядка (единицы мкм). Второй и третий порядок ассоциатов, несомненно, присутствует в растворах с концентрациями 0,1-10 г фуллеренола/л раствора. Растворы, содержащие такие микрочастицы, с термодинамической точки зрения микрогетерогенны, находятся за концентрационной границей диффузионной устойчивости, или, иными словами представляют собой наногель [D.G. Letenko, V.A. Nikitin, K.N. Semenov, M.Yu. Matuzenko, V.A. Keskinov, E.G. Gruzinskaya, L.V. Tsvetkova. Study of Aqueous Solutions of Fullerenol-d by the Dymamic Light Scattering Method. Rus.J. of Appl. Chem. 2011. V.84. N 1. P.50-53; K.N. Semenov, N.A. Charykov, V.A. Keskinov. Fullerenol Synthesis and Identification.Properties of Fullerenol Water Solutions. J. Chem. Eng. Data. V.56. 2011. P. 230-239; K.N. Semenov, N.A. Charykov, V.N. Postnov, V.V. Sharoyko, I.V. Vorotyntsev, M.M. Galagudza, I.V. Murin. Fullerenols Physicochemical properties and applications. Progress in Solid State Chemistry 2016. V. 44 (2). P. 59-74].
Авторы подтверждают наличие наночастиц размерами от нескольких сотен нм до нескольких микрон опытами по динамическому светорассеянию (DLC), прибор NANOSIZER, Germany, исследование проведены в ресурсном центре СПБГУ «Геомодель».
Типичные примеры распределения нанообразований по размерам представлены на фигуре 1 и на фигуре 2.
На фигуре 1 представлено распределение по размерам ассоциатов в системе, соответствующей наногелю с концентрацией смеси фуллеренолов (C60(OH)14-28+C70(OH)10-22) 0,1 мас. %.
На фигуре 2 представлено распределение по размерам ассоциатов в системе, соответствующей наногелю с концентрацией смеси фуллеренолов ([C60(OH)15÷31O0÷3]+[C70(OH)13÷24O0÷1]) 0,1 мас. %.
В обоих случаях наблюдается образование ассоциатов второго и третьего порядка, соответствующих микрогетерогенности (гелеобразованию) раствора. На фигуре 2 дополнительно выявляется рефлекс, отвечающий образованию малых ассоциатов с «диаметром псевдосфер» ≈ 40-50 нм. Аналогичная картина наблюдалась и для других составов наногелей из приведенных примеров.
На фигуре 3 представлена зависимость линейного размера нанокластеров от их концентрации в растворе. Продемонстрировано образование ассоциатов разного порядка: от 0-го (мономеры) до 3-го порядка: 0-тип ассоциатов, I-тип ассоциатов, II-тип ассоциатов, III-тип ассоциатов. Там же представлена смена концентрационных зон существования жидких растворов в наногелях на основе составов: НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль - 30 масс. %, фуллеренол С60(ОН)22-24 - от 0,1 до 3,0 масс. %, Н2О - дополнение до 100 масс. %. Хорошо видна смена зоны истинных растворов на зону предрасслаивания (≈ 0,03±0,01 мас. %) и на зону расслаивания (≈ 3±10 мас. %). Точки разного типа отвечают сериям разных экспериментов.
Составы наногелей были также изучены с помощью электронного микроскопа VEGA3 SB (увеличение *50 000).
На фигуре 4 представлена фотография состава антикоррозионного наногеля из примера 1 - НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль - 30 масс. %, фуллеренол С60(ОН)22-24 - 1 масс. %, Н2О - 69 мас. %.
Хорошо видно образование псевдосферических наночастиц с линейными размерами несколько сотен нм, что также подтверждает гелеобразную структуру состава.
Примеры испытаний заявляемого ингибитора коррозии.
Для получения антикоррозионного наногеля фуллеренол на основе легкого фуллерена С60 или смеси фуллеренолов С60 и С70 растворяли в воде при перемешивании и комнатной температуре, затем в образовавшийся раствор добавляли НПЭГ и перемешивали при тех же условиях. После фильтрации наногель готов к употреблению.
Методика определения скорости электрохимической коррозии и энергии наногеля к поверхности металла.
Для определения скорости коррозии был использован электрохимический метод [Практические работы по физической химии под редакцией К.П. Мищенко, А.А. Равделя, A.M. Пономаревой. Л.: Химия, 1982. 399 с.]. Электроды из стали или алюминия использовались как рабочие, а в качестве электродов сравнения использовались нормальные каломельные электроды (0,1N KCl). Во всех случаях наблюдалась область подчинения зависимости уравнению Таффеля [Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий. Введение в электрохимическую кинетику. М.: Химия. 1983], т.е. область линейности зависимости потенциала катода (Ек) от логарифма плотности тока (lnJ), что позволяет установить значения функции плотности тока обмена - J0. Значение функции J0 в таких условиях пропорционально скорости электрохимической коррозии - π. Степень защиты от электрохимической коррозии Z=[(J0-J0 inh)/J0]*100%, где: J0 - плотность тока обмена без использования покрытия антикоррозионным наногелем, J0 inh - тоже с использованием покрытия наногелем.
Энергия адгезии жидкости (наногеля в нашем случае) к поверхности твердого тела (металла или сплава) - Wa, вследствие невозможности непосредственного определения поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело-воздух - σ1, рассчитывалось косвенно по формуле: Wa=σ2(1+cos Θ), где: σ1 - поверхностное натяжение на границе раздела жидкость-воздух, Θ - краевой угол смачивания; Θ - определялся численно по оцифрованным фотографиям «лежащей на поверхности твердого тела капли» при увеличении (*400), значения σ2 - по методу отрыва кольца (метод Дю Нуи [М.Г. Валишев, А.А. Повзнер. Курс общей физики. М.: Лань, 2009].
Пример 1.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
электрод сравнения (здесь и далее) - нормальный каломельный (1 М KCl),
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 69 мас. % Н2О,
средняя толщина покрытия гелем (здесь и далее) 200 мкм,
температура опыта (здесь и далее) 25°С.
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-7,3 А/см2, lnJ0 inh=-9,5 А/см2. J0=6,7*10-4 А/см2, J0 inh=7,5* 10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=7,8 мм/год, π0 inh=0,88 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=89 отн. %.
Энергия адгезии Wa=145 мДж/м2.
Пример 2.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 600 г/моль, 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 69 мас. % H2O.
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-7,1 А/см2, lnJ0 inh=-9,3 А/см2. J0=8,3*10-4 А/см2, J0 inh=9,1*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=9,6 мм/год, π0 inh=1,1 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=89 отн.%.
Энергия адгезии Wa=153 мДж/м2.
Пример 3.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 800 г/моль), 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 69 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-7,0 А/см2, lnJ0 inh=-9,2 А/см2. J0=9,1*10-4 А/см2, J0 inh=1,0*10-4 А/см2
Скорости коррозии: π0=10,6 мм/год, π0 inh=1,2 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=89 отн.%.
Энергия адгезии Wa=157 мДж/м2.
Пример 4.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Алюминий А-5,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 69 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: ln J0=-6,0 А/см2, ln J0 inh=-8,5 А/см2. J0=3,3*10-3 А/см2, J0 inh=2,0*10-4 А/см2
Скорости коррозии: π0=22 мм/год, π0 inh=1,3 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=94 отн. %.
Энергия адгезии Wa=89 мДж/м2.
Пример 5.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 3 масс. %) фуллеренола С60(ОН)22-24, 67 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: ln J0=-7,3 А/см2, ln J0 inh=-10,1 А/см2. J0=6,7*10-4 А/см2, J0 inh=4,l*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=7,8 мм/год, π0 inh=0,48 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=94 отн.%.
Энергия адгезии Wa=159 мДж/м2.
Пример 6.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Алюминий А-5,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 3 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 67 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: ln J0=-6,0 А/см2, ln J0 inh=-8,9 А/см2. J0=3,3*10-3 А/см2, J0 inh=1,4*10-4 А/см2
Скорости коррозии: π0=22 мм/год, π0 inh=1,3 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=96 отн. %.
Энергия адгезии Wa=93 мДж/м2.
Пример 7.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 40 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 59 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: ln J0=-7,2 А/см2, ln J0 inh=-9,6 А/см2. J0=6,1*10-4 А/см2, J0 inh=5,6*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=7,1 мм/год, π0 inh=0,65 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=91 отн.%.
Энергия адгезии Wa=167 мДж/м2.
Пример 8.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 20 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 79 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-7,4 А/см2, lnJ0 inh=-10,3 А/см2. J0=6,1*10-4 А/см2, J0 inh=3,4*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=7,1 мм/год, π0 inh=0,39 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=95 отн.%.
Энергия адгезии Wa=155 мДж/м2.
Пример 9.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 0,1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 69,9 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-5,2 А/см2, lnJ0 inh=-7,1 А/см2. J0=5,5* 10-3 А/см2, J0 inh=8,3*10-4 А/см2
Скорости коррозии: π0=64 мм/год, π0 inh=9,7 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=85 отн.%.
Энергия адгезии Wa=81 мДж/м2.
Пример 10.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. % смеси фуллеренолов (С60(ОН)14-28+С70(ОН)10-22), 69 мас. % H2O,
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-7,3 А/см2, lnJ0 inh=-9,4 А/см2. J0=6,7*10-4 А/см2, J0 inh=8,2*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=7,8 мм/год, π0 inh=0,96 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=88 отн.%.
Энергия адгезии Wa=147 мДж/м2.
Пример 11.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 20 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)24, 79 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-7,3 А/см2, lnJ0 inh=-10,3 А/см2. J0=6,1*10-4 А/см2, J0 inh=3,4*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=6,9 мм /год, π0 inh=0,39 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=94 отн. %.
Энергия адгезии Wa=159 мДж/м2.
Пример 12.
Коррозионная среда - 0,025 N (гэкв/л) H2SO4,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 20 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. %) смеси фуллеренолов ([C60(OH)15÷31O0÷3]+[C70(OH)13÷24O0÷1]), 79 мас. % H2O,
Результаты измерений:
Токи обмена: lnJ0=-7,1 А/см2, lnJ0 inh=-10,0 А/см2. J0=8,3*10-4 А/см2, J0 inh=4,5*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0=9,7 мм/год, π0 inh=0,53 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=95 отн. %.
Энергия адгезии Wa=137 мДж/м2.
Пример 13.
Коррозионная среда - 0,50 N (гэкв/л) NaCl (имитация океанической воды),
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Сталь-3,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. %) фуллеренола С60(ОН)22-24, 69 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: In J0=-7,3 А/см2, In J0 inh=-9,5 А/см2. J0=1,7*10-4 А/см2, J0 inh=5,0*10-5 А/см2
Скорости коррозии: π0 - 2,0 мм /год, π0 inh=0,58 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=71 отн.%.
Энергия адгезии Wa=123 мДж/м2.
Пример 14.
Коррозионная среда - 0,50 N (гэкв/л) NaCl,
корродирующий материал (рабочий электрод) - пластина Алюминий А-5,
наногель состава: 30 масс. % НПЭГ со средней молекулярной массой 400 г/моль, 1 масс. % фуллеренола С60(ОН)22-24, 69 мас. % Н2О.
Результаты измерений:
Токи обмена: In J0=-5,6 А/см2, In J0 inh=-7,6 А/см2. J0=3,7*10-3 А/см2, J0 inh=5,0*10-4 А/см2
Скорости коррозии: π0=25 мм/год, π0 inh=3,3 мм/год.
Коэффициент защиты: Z=87 отн. %.
Энергия адгезии Wa=83 мДж/м2.

Claims (1)

  1. Антикоррозионный наногель, отличающийся тем, что он содержит в мас. %: 20-40 низкомолекулярного полиэтиленгликоля, 0,1-3,0 фуллеренолов на основе легкого фуллерена С60 или на основе смеси фуллеренолов С60 и С70, при массовом их соотношении 3/1, вода - остальное до 100.
RU2018129381A 2018-08-10 2018-08-10 Антикоррозионный наногель RU2693250C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129381A RU2693250C1 (ru) 2018-08-10 2018-08-10 Антикоррозионный наногель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129381A RU2693250C1 (ru) 2018-08-10 2018-08-10 Антикоррозионный наногель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693250C1 true RU2693250C1 (ru) 2019-07-01

Family

ID=67252171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129381A RU2693250C1 (ru) 2018-08-10 2018-08-10 Антикоррозионный наногель

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693250C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353709C2 (ru) * 2007-10-16 2009-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "СК ПАРИТЕТ-МК" Ингибитор коррозии стали и способ его получения
RU2418102C1 (ru) * 2010-03-30 2011-05-10 Александр Иванович Крашенинников Ингибитор коррозии стали и способ его получения
RU2011142706A (ru) * 2011-10-21 2013-11-20 Закрытое акционерное общество "Инновации ленинградских институтов и предприятий" (ЗАО ИЛИП) Модифицирующая добавка для лакокрасочного материала на водной основе, предназначенного для покрытия металлических поверхностей
CN105968965A (zh) * 2016-06-28 2016-09-28 青岛千帆高新技术有限公司 一种环保型防水涂料
CN106011823A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 南京科润工业介质股份有限公司 一种用于提高金属耐蚀性的表处理剂

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353709C2 (ru) * 2007-10-16 2009-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "СК ПАРИТЕТ-МК" Ингибитор коррозии стали и способ его получения
RU2418102C1 (ru) * 2010-03-30 2011-05-10 Александр Иванович Крашенинников Ингибитор коррозии стали и способ его получения
RU2011142706A (ru) * 2011-10-21 2013-11-20 Закрытое акционерное общество "Инновации ленинградских институтов и предприятий" (ЗАО ИЛИП) Модифицирующая добавка для лакокрасочного материала на водной основе, предназначенного для покрытия металлических поверхностей
CN105968965A (zh) * 2016-06-28 2016-09-28 青岛千帆高新技术有限公司 一种环保型防水涂料
CN106011823A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 南京科润工业介质股份有限公司 一种用于提高金属耐蚀性的表处理剂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Magnolia grandiflora leaves extract as a novel environmentally friendly inhibitor for Q235 steel corrosion in 1 M HCl: Combining experimental and theoretical researches
Verma et al. Recent developments in sustainable corrosion inhibition using ionic liquids: A review
Jeyaprabha et al. Influence of poly (aminoquinone) on corrosion inhibition of iron in acid media
Haddadi et al. Zinc-doped silica/polyaniline core/shell nanoparticles towards corrosion protection epoxy nanocomposite coatings
Hameed et al. Expired indomethacin therapeutics as corrosion inhibitors for carbon steel in 1.0 M hydrochloric acid media
Fouda et al. Some new nonionic surfactants based on propane tricarboxylic acid as corrosion inhibitors for low carbon steel in hydrochloric acid solutions
Mofidabadi et al. Investigating the effectiveness of Watermelon extract-zinc ions for steel alloy corrosion mitigation in sodium chloride solution
Zhang et al. Amphoteric surfactant of octadecyl dimethyl betaine as an efficient corrosion inhibitor for cold rolled steel in phosphoric acid solution
Banerjee et al. Effects of nanoclay and polyurethanes on inhibition of mild steel corrosion
Pandey et al. Development of anti-corrosive novel nickel-graphene oxide-polypyrrole composite coatings on mild steel employing electrodeposition technique
Umoren et al. Effect of polyvinylpyrrolidone–polyethylene glycol blends on the corrosion inhibition of aluminium in HCl solution
Huang et al. Molecular self-assembly of novel amphiphilic topological hyperbranched polymers for super protection of copper in extremely aggressive acid solution
El Aziz Fouda et al. Egy-dronate drug as promising corrosion inhibitor of C-steel in aqueous medium
Abdel Hameed et al. Expired Indomethacin therapeutics as corrosion inhibitors for carbon steel in 1.0 M hydrochloric acid media
RU2693250C1 (ru) Антикоррозионный наногель
Jafar Mazumder et al. Inhibition of mild steel corrosion in hydrochloric acid medium by polymeric inhibitors containing residues of essential amino acid methionine
Islam et al. Role of metal cations on corrosion of coated steel substrate in model aqueous layer
Al-Mhyawi Green synthesis of silver nanoparticles and their inhibitory efficacy on corrosion of carbon steel in hydrochloric acid solution
Moustafa et al. Mass transfer role in electropolishing of carbone steel in H3PO4 containing amino acids: Electrochemical, computational, SEM/EDX, and stylus profilometer investigation
Suleiman Corrosion protective performance of epoxy-amino branched polydimethylsiloxane hybrid coatings on carbon steel
Gao et al. Assessment of corrosion inhibition performance of quaternary ammonium based dicationic ionic liquids for AZ91D magnesium alloy in NaCl solution
Bressy et al. Characterization of chemically active antifouling paints using electrochemical impedance spectrometry and erosion tests
Balasubramaniam et al. Electrochemical and microstructural analysis of azomethine polyamides as inhibitor for rebar corrosion under chloride contaminated pore solution
Fouda et al. Evaluation of the Inhibition Effect of Some Novel Organic Compounds (phenol derivatives) for Corrosion of α-brass in Acid Solutions
Shukla et al. Effect of condensation product of thiosemicarbazide and phenyl isothiocynate on corrosion of mild steel in sulphuric acid medium