CC BY
5Chemical Journal of Kazakhstan
Volume 4, Number 8Q(2Q22), 131-142 https://doi.org/1Q.5158Q/2Q22-3/271Q-1185.1Q1
УДК 621.643:62Q.197
OBTAINING ANTI-CORROSION COMPOSITIONS BASED ON SECONDARY POLYPROPYLENE AND POLYETHYLENE TEREPHTHALATE
A.Sh. Kydyraliyeva1, O.K. Beissenbayev1, K.S. Nadirov1, Ye.A. Tussupkaliyev2*
1M. Auezov South Kazakhstan University, Shymkent, Kazakhstan 2A.B. Bekturov Institute of Chemical Sciences JSC, Almaty, Kazakhstan E-mail: [email protected]
Abstract. Introduction. Available domestic materials for the production of anti-corrosion coatings are still not widely used in the corrosion protection of the equipment of the oil production and storage facilities. The goal of the work is to create new anti-corrosion compositions based on secondary polymers and some natural resins. The composition of a new composite material for the protection of the bottom of oil tanks from corrosion is proposed. Methods. Secondary polypropylene itself does not have significant physical and chemical properties, so one of the effective and economical ways to improve its properties is to add various organic or inorganic fillers to it. The introduction of fillers allows one to increase the additional strength, electrical, thermophysical, chemical and other properties of polypropylene composite materials (PPCM). Results and discussion. The microscopic images of the corrosion products on the metal surface of the metal bottom of the tank show that pitting corrosion occurs with a needle penetration to the depth of 4-6 mm per year. When the concentration of polypropylene in the mixture decreases, adhesion decreases by 10-15%. The addition of gossypol resin, along with sevilen, increases adhesion by an additional 10-12%. As shown above, the change in the amount of fillers, which play the role of a stabilizer, leads to a change in the nature of the intermolecular interactions. Concept. An addition of gossypol resin and sevilen to the composition of the composite contributes to the inhibition of the speed of the oxidation destruction process, and also increases the adhesion to the metal surface by an additional 1015%. The resulting composition of polymer anti-corrosion compositions based on savilene, secondary polypropylene, crushed polyethylene terephthalate and gossypol resin is an effective anti-corrosion coating and can be used to protect the bottom of oil storage tanks from corrosion. According to the obtained results, the most effective composition of anti-corrosion polymer compositions has been selected, mass.%: sevilene - 8; secondary polypropylene - 20; gossypol resin - 10-15; the rest is crushed polyethylene terephthalate.
Keywords: extrusion, gossypol resin, sevilen, corrosion, composition, storage tank, polypropylene, polyethylene terephthalate
Kydyraliyeva AigulShazhaliyevna PhD doctoral student, e-mail: [email protected]
Beissenbayev Oral Kurganbekovich Doctor of Technical Sciences, Professor,
e-mail: [email protected] Nadirov Kazim Sadykovich Doctor of chemical sciences, professor,
_e-mail: nadirovkazim@mail. ru_
Tussupkaliyev Yersin Adiyetovich Candidate of Chemical Sciences, e-mail: [email protected]
Citation: A.Sh. Kydyraliyeva, O.K. Beissenbayev, K.S. Nadirov, E.A. Tussupkaliyev. Obtaining anticorrosion compositions based on secondary polypropylene and polyethylene terephthalate (Review). ChemJ. Kaz., 2022, 4(80), 131-142. (In Kaz.). DOI: https://doi.org/10.51580/2022-3/2710-1185.101
ЕК1НШ1Л1К ПОЛИПРОПИЛЕН ЖЭНЕ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ НЕГ1З1НДЕ K0PP03^FA КАРСЫ К¥РАМДАРДЫ АЛУ
А.Ш. Кыдыралиева1, О.К. Бейсенбаее1, КС.Надиров1. Е.А.Тусупкалиев2*
'М. Эуезов атындагы ОцтYстiк Цазацстан ynrnepcumemi, Шымкент, Цазацстан 2А.Б. БектYров атындагы Химия гылымдары институты АК„ Алматы, Цазацстан E-mail: t_ersin@mail. ru
Туйшдеме: Kipicne. Коррозияга карсы корганыс жабындарын eндiруге арналган колда бар отандык материалдар мунай eндiру жэне сактау коймаларынан курал-жабдыктарды коррозиядан коргауда элi де кещнен колданылмай келед^ Ж^мыс мацсаты екiншiлiк полимерлер мен кейбiр табиги шайырлар негiзiнде коррозияга карсы жаца композицияларды жасау болып табылады. Мунай коймаларыныц TYбiн коррозиядан коргауга арналган жаца композициялык материалдьщ курамы усынылады. Эдктер. Екiншiлiк полипропиленнщ eзi айтарлыктай физикалык жэне химиялык касиеттерге ие емес, сондыктан оныц касиеттерiн жаксартудыц тиiмдi жэне Yнемдi эдютершщ бiрi оган органикалык немесе бейорганикалык эртYрлi толтыргыштарды косу болып табылады. Толтыргыштарды енпзу полипропилендi композитпк материалдарга (ППКМ) косымша берiктiк, электрлж, термофизикалык, химиялык жэне баска касиеттерш арттыруга MYMкiндiк бередi. Нэтижелер жэне талцылау. Резервуардыц металл TYбiнiц металл бетшдеп коррозия eнiмдерiнiц алынган микроскопиялык суреттерi осы жагдайларда иненщ ену терецдт жылына 4-6 мм курайтын шуцкырлы коррозия орын алады. Крспадагы полипропилен концентрациясы темендеген кезде адгезияны 10-15% тeмендетедi. Госсиполды шайырды, сонымен бiрге сэвилендi косу адгезияны 10-12% - га косымша арттырады. Жогарыда кeрсетiлгендей, турактандыргыш рeлiн аткаратын толтыргыштар мeлшерiнiц eзгеруi молекулааралык эрекеттесу сипатыныц eзгеруiне экеледi. Тужырым. Композит курамына госсипол шайыры мен сэвиленнщ косылуы тотыгу деструкциясы процесшщ жылдамдыгын тежеуге ыкпал етедi, сондай-ак металл бетше адгезияны косымша 10-15% - га арттырады. Савилен, еюншшк полипропилен, усакталган полиэтилентерефталат жэне госсипол шайыры непзшдеп полимерлi коррозияга карсы композициялардыц нэтижесшде алынган композиция коррозияга карсы тиiмдi жабын болып табылады жэне мунай сактайтын резервуарлардыц TYбiн коррозиядан коргау Yшiн пайдаланылуы MYMкiн. Алынган нэтижелер бойынша коррозияга карсы полимерлi композициялардыц ец тиiмдi курамы тацдалды, масса.%: сэвилен - 8; екiншiлiк полипропилен - 20; госсипол шайыры - 10-15; калганы - усакталган полиэтилентерефталат.
Туйш сездер: экструзия, госсипол шайыры, сэвилен, коррозия, композиция; резервуар, полипропилен, полиэтилентерефталат
Кыдыралиева Айгуль Шажалиевна PhD докторант
Бейсенбаее Орал Курганбекович Техника гылымдарыныц докторы, профессор
Надиров Казим Садыкович Химия гылымдарыныц докторы, профессор
Тусупкалиев Ерсин Адиетович Химия гылымдарыныц кандидаты
1. Kipicne
Каз1рп уакытта кен орындарда, зауыттарда мунай сактайтын резервуарларды коррозиядан коргауга арналган коррозияга карсы жабындардыц эртурл1 нускаларыныц б1регеш иолимерл1 материалдармен окшаулау улкен орын алады. Мунайды сактауга жэне тасымалдауга арналган кондыргыларды коррозиядан коргауда коррозияга карсы корганыс материалдарын eндiруге арналган ел1м1зде бар отандык материалдар эл1 де
KeqÍHeH пaвдaлaнып Yлгeрмeгeн. Б^л мэсeлeнi шeшy жолдaрьшьщ 6ipi eкiншiлiк полимeр eнiмдeрi HerÍ3ÍH4e коррозияFa ^рсы жaцa мaтeриaлдaрды aлy болып тaбылaды [1-4].
Полиэтилeнтeрeфтaлaт (ПЭТ) rça3ipri тaвдa элeмдe ^ц тaрaлFaн полимeр болып тaбылaды, ол т^рмыстьщ сaлaдa эртYрлi сусыцдар, су, eсiмдiк, минeрaлды мaйлaр, т^рмыстьщ химия eнiмдeрi жэнe 6ac^a дa Ma^caxxap Yшiн жYзeгe aсaды. Элeмшц 6ipa3 eлдeрiндe, мысaлы, А^Ш neH Eypona eлдeрiндe т^рмысга пaйдaлaнылaтын полиэтилeнтeрeфтaлaттaн жaсaлFaн ыдыс тeк 6ip рeт rçarn rçолдaнылaды жэнe ^осымшa rçaïïra eндeyсiз rçaïïra rçолдaнy Yшiн пaйдaлaнылмaйды. Алaйдa, б^л плaстик тaбиFи жaFдaйдa ya^n-, бiрнeшe Faсырлaр бойы ыдырaмaйтынын aтaп eткeн жeн. ЖоFaрыдa aйтылFaндaй, б^л проблeмa rçоршaFaн ортaFa экологияльщ rçayrn тeндiрeдi, б^л мaтeриaлдьщ Ken мeлшeрi элeмшц су бaссeйндeрiндe жинaлaды [5]. ЖоFaрыдa aйтылFaндaрFa CYЙeнe кeлe, пaйдaлaнылFaн плaстиктi yтилизaциялay жэнe оны эр тYрлi прaктикaльщ мarçсaттaрдa пaйдaлaнy Yшiн rçaïïra eндey мэсeлeсi eзeктi болып тaбылaды. Б^л ж^мыстьщ мarçсaты - полипропктен жэнe полиэтилeнтeрeфтaлaтты rçaïïra eвдey, олaрдыц нeгiзiндe м^тай сaкraйтын рeзeрвyaрлaрдьщ тYбiн коррозиядaн ^орFay Yшiн rçолдaнылaтьш композицияльщ полимeрлi мaтeриaлдaрды aлy болып тaбылaды.
Рeзeрвyaрлaр тYбiнiц iшкi бeтiн rçорFay мarçсaтывдa осыFaн ¥^сaс ж^мысгар б^рын композицияльщ жaбындaрды rçолдaнyмeн жYргiзiлгeн [6]. Б^л жaFдaйдa композицияльщ полимeрлi мaтeриaлдaрды aлy Yшiн полипропилeн мeн полиэтилeнтeрeфтaлaттьщ eкiншiлiк полимeр мaтeриaлдaры rçолдaнылды.
2. Тэжiрибелiк бвлiм
Екiншiлiк полипропилeншц e3i aйтaрльщтaй физикaльщ жэнe химияльщ rçaсиeтreргe иe eмeс, сонды^ган оньщ ^с^ттерт жarçсaртyдьщ тиiмдi жэнe Yнeмдi эдiстeрiнiц бiрi OFaн оргaникaльщ нeмeсe бeйоргaникaльщ эртYрлi толтырFыштaрды ^осу болып тaбылaды. ТолтырFыштaрды eHri3y полипропилeндi композитпк мaтeриaлдaрFa (ППКМ) rçосымшa бeрiктiк, элeктрлiк, тeрмофизикaльщ, химияльщ жэнe бaсrça ^с^ттерт aрттырyFa мYмкiндiк бeрeдi.
АлынFaн композициядaFы полиэтилeнтeрeфтaлaт iс жYзiндe eшrçaвдaй химияльщ бeлсeндiлiккe иe eмeс толтырFыш болып тaбылaды. Полиэфирлeр ^a^imiR eq гап тaрaFaн eкiлi, этатенгликольдщ тeрeфтaлaт rçышrçылымeн поликовдeнсaциялaнyьшьщ eнiмi; ^arra, тYCсiз, aморфты кYЙдe мeлдiр жэнe кристaлдьщ 3a^ arç, мeлдiр eмeс [7].
АлынFaн коррозияFa ^рсы композицияFa плaстикaльщ сия^ты rçосымшa rçaсиeтreрдi бeрy Yшiн постны дaйындay сaтысындa мaй rçышrçылдaрын вaкyyмды aйдayдыц тeмeнгi ^лдь^ы мa^тa мaйы болып тaбылaтын
госсипол шайыры косымша енгiзiледi [8]. Госсиполды шайырдьщ болуы коррозияга ^арсы композицияга турактандыру сиякты касиеттер беред^ сонымен ^атар биологиялык турактылык пен физикалык-механикалык касиеттердi бiр мезгiлде жаксартады. Сонымен катар, госсипол шайырыныц курамындагы фенолды косылыстардыц (госсипол жэне баскалары) коррозия процесiн тежеу кабiлетi аныкталган [9].
Бул жумыста усакталган пластмасса - полиэтилентерефталатты композициялык материалдардыц курамына енгiзу жYзеге асырылды. Композициялык материалдардыц курамына усакталган пластмасса енпзу оныц касиеттерш жаксарту Yшiн: соккыга твзiмдiлiк; ыстыкка твзiмдiлiк, серпiмдiлiк модул^ берiктiк; беткi жарыктардыц пайда болуына твзiмдiлiктi арттыру кажет болады. Бул эсерге жету Yшiн композиттiк коспага 11104-030 маркалы винилацетат (севилен) бар этиленнщ сополимерiн аз мвлшерде костык [10-14]. Бастапкы коспаны рецепт бойынша модификациялау Yшiн полимер курамы балкымаларды зертханалык квп функциялы экструдерде араластыру аркылы алынды. Экструдердiц куат аймагыныц вшмдшп екi айналым арасындагы бос квлемге жэне материалды жеткiзудiц бiркелкiлiгiне байланысты болды. Экструдерде келесi процестер жYредi: материалды тYсiру жэне алдын-ала кыздыру; пластификация (кыздыру жэне агломерация); балкыманы газсыздандыру; толык балкыту, гомогенизация жэне массаны шыгару болып табылады.
Осылайша, экструдерде материалды кесу, илеу жэне унтактау процест^ тиiмдi жYзеге асырылады.
3. Нэтижелер жэне талкылау
Алынган мэлiметтер композицияда колданылатын толтыргыштардыц кристалдану процесше белгiлi бiр эсер ететiндiгiн кврсетедь Енгiзiлген толтыргыштар кристалдану ядролары ретвде эрекет етедi, сондыктан толтыргыштары бар материалдардыц кристалдылык дэрежесi таза полимерге караганда жогары, бул жерде толтыргыш концентрациясы мен влшенетiн параметр арасында тура пропорционалды байланыс бар.
Екшшшк полипропилен жэне полиэтилентерефталат, сондай - ак сэвилен жэне госсипол шайыры негiзiнде алынган рецепт бойынша модификация вшмш сэйкестендiру Pike Technologies фирмасыныц Miracle толык iшкi шагылысыныц префикс бар 4000-500 см-1 толкындык сандар аралыгында Shimadzu ir Prestige-21 И^-Фурье-спектрометрдеп ИК-спектроскопия квмегiмен iске асты.
Толуолдагы бастапкы госсиполды шайырдыц ИK-спектрлерi 1-суретте кврсетiлген.
4000 3800 3COO 3-tOO 3200 3000 2800 2000 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 000 IR. Prestige 2 1 (ATR Miracle) 1 _ii.
CypeT 1 - TonyongaFbi rooounon maMbipbiHb^ HK oneKTpnepi
rooounon maaHpHHHH HK cneKTpnepiHeH (1-cypeT) 2800-3000 cm-1 mbiHgapbi 6ap oiqipy ^ona^TapwH CH3- (2977 cm-1) ^9He - CH2 -(2927 ^9He 2877 cm-1) TonTapHHgarw C-H 6aHnaHbiobiHbiR BaneHrriK (v) Tep6eniciHe ^aT^H3yra 6onaTbiHbiH Kepyre 6onagbi ^9He 2-cypeTKe C9MKeo 6aoTan^bi ^oobinbiCTap MeH мogн$нкaцнanaнFaн кoмnoзнцнa KepoeTinreH. 1380 - 1105 cm-1 ayMaFMHgaFM Tep6enioTepgi Heri3iHeH rooounon MoneKynaobmgaFbi 6eciHmi KeMipTeri aTOMbiHbiR opHbmga opHanao^aH roonponun To6bma (CH3)-CH-C ^aT^bi3yFa 6onagbi. EaoTan^bi ^oonaobi 1300 cm-1 ^9He 1240 cm-1 этepн$нкaцнa eHiMi YmiH oiqipy ^ona^TapHHHR ^ap^bmgbinbiFbi pea^uaFa TYcKeH Man ^bim^bingapbiHbiR nonapnbi (Kap6oKCun) To6biMeH 6aHnaHbiCTbi.
AnHHFaH кoмnoзнцнanн^ ^paMHMR HK cneKTpiHge (2-cypeT) C-H TonTapgHR 6aHnaHbiCTapbiHbiq ge$opмaцнanbI^ (S) Tep6enici 1454 cm-1 (Schmm. CH3), coHHMeH ^aTap 1373 cm-1 (schmm. CH3 h CH2) MaKCHMangH ^ona^TapFa caHKec Kenegi. 1725 - 1705 cm-1 aHMaFbmgaFbi mH^H, ^oo 6aMnaHbic a ^9He P noзнцнаnаpннgа 6onMaHTbiH Man ^bim^binbma ^aTagbi, CHHTe3 emMmifl YnriciHge aHTapnH^TaM TeMeHgeMgi. rooounon MeH ohhr TybmgbinapbiHbiR Ha^TanuHgiK agponapbma ^aTaTbrn 1300-2800 cm-1 ^ona^Tap aHMaFbiHga ciqipy ^ap^HHgHnHFHHHR 78-geH 54%-Fa geMiH TeMeHgeyi ohhr och ^ocnaga imiHapa KoHBepouanaHFaHbiH aHFa^TangH. T^TacTaM anFaHga KoMnoHeHTTepgi TepMuanH^ eHgey H9TH^eciHge 700-geH 1750 CM-1-re geMiHri ciqipy ^ona^Tapbi guana3oHHHga ^ap^brngbinbiKTbiq e3repyi 6aM^anagbi. Мogн$нкaцнanaнFaн eHiMge 1800-1900 cm-1 Ke3iHge ^ooHMma mbiHgap naMga 6onagH.
Сурет 2 - Зертханалык экструдерде алынган композициялык курамныц ИК спек^
Рецепт бойынша модификацияланган жагдайда, жогарыда айтылгандай, композитлк коспаны алу ушш колданылатын полиэтилентерефталат жэне полипропилен, ягни екшшшк полимерлер химиялык белсенд1 емес. Полимерл1 композиция курылымындагы непзп езгер1стер госсипол шайырыныц курамында болатын сэвилен мен химиялык косылыстардыц болуына байланысты. Сополимердеп сэвиленнщ (винилацетат) мелшер1 1015 масс.% болса, онда винилацетат топтары сополимердщ эрб1р бесшш1 -СН тобында орналасады деп болжауга болады. Госсипол молекуласыныц протоны сополимердщ терминалдык молекулаларымен сутеклк байланыс тузед1 деп болжауга болады. Композиттщ болжамды курылымы 3-суретте керсетшген. Сонымен катар, севилен карбоксил топтарыныц кемепмен бос май кышкылдарымен шшара эрекеттесе алады. Госсипол шайырындагы бос май кышкылдарыныц мелшер1 45-тен 60% - га дешн жетед1 [8].
Алынган композицияныц курамындагы сэвилен жэне май кышкылдары кешетнщ усынылатын курылымы 3-суретте керсетшген. Айта кету керек, каныкпаган курылымныц бос май кышкылдары госсипол шайырыныц курамында болатын, ягни оныц курамында каныкпаган байланыстар бар, кем1ртеп атомдарыныц сэвиленмен езара эрекеттесуш жещлдетеда.
Сурет 3 - Алынган композицияныц курамындагы сэвилен жэне май кышкылы кешеншщ
усынылган курылымы
Алынган композицияда кYкiртсутек пен кемiркышкыл газы коррозиясын тежеуге полярлы емес (алкил) жэне полярлы (винилацетат, гидроксил, карбоксил жэне альдегид) топтары оц эсер бередi. Айта кету керек, тобектщ алкил белiгi композиттщ мунай сактайтын резервуар тYбiнiц металл бетш коррозиядан коргауда тиiмдiлiгiне эсер ететш шешушi фактор болып табылады. Ягни, бастапкы сополимерге алкил топтарын енгiзу коррозияга карсы курамныц корганыс эсерiн жаксарту мYмкiндiгiн арттыруы ыктимал.
Осылайша, сутеп байланыстары композицияныц тYзiлуiне, сондай-ак атмосфералык жагдайда да, жер асты учаскелершде де мунайды сактауга арналган резервуардыц тYбiндегi коррозия ингибиторы ретiнде алынган сополимердщ тиiмдiлiгiн арттыруга ыкпал жасайды.
4-суретте резервуар тYбiнiц (а) металл бетвдеп коррозия ешмдершщ микроскопиялык суреттерi бейнеленген. Резервуардыц ашык бетiндегi тот кырылып, усакталып, содан кейiн толуолга госсипол шайырына косылды, содан кешн толуолдагы суспензия тYрiнде алынган композиция микроскопия Yшiн слайдка тYсiрiлцi.
Сурет 4 - Металл бетшен коррозия ешмдершщ микроскопиялык суреттер1 (а) жэне оган колданылатын композициялык коспалар (б)
Микроскопиялык суреттер (а) сынак уакытында карбонаттар мен темiр гидроксидтерiнен туратын коррозия енiмдерiнiц тYзiлетiнiн керсетедi. коррозия процесше кемiр кышкылы катысады, ол кешннен сутегi иондарыныц белiнуiмен диссоциацияланады. Алдын ала алынган мэлiметтер бойынша металл бетiнiц микроскопиялык суреттерiнде иненщ ену терецдiгi 4-6 мм/жыл болатын шуцкырлы коррозия пайда болады. 4б-суретте коррозияга карсы коспамен капталган металл бетi керсетiлген. Эрi карай толтыргыштары (ППВ, ПЭТ) бар композиттердщ термиялык тотыгу процесi жэне катты кYЙдегi госсипол шайыры, ягни полиэтилентерефталаттыц балку температурасынан темен температурада зерттелдь Сэвиленнiц катысуымен композиттiц тотыгу кинетикасын зерттеу 110 °С жэне оттеп кысымы 500 мм. сын.баг. бойынша калий гидроксцщмен тотыгуы ушкыш ешмдерш сiцiрумен манометрлiк кондыргыда
жYргiзiлдi[15]. Композиция коспасындагы толтыргыштардыц концентрациясы тотыгу процесiне эсер ететiнi аныкталды. Катты фазадагы тотыгу нэтижелерi (5-сурет) толтыргыштыц тыгыздыгы негурлым темен болса, композициялардыц тотыгуы согурлым каркынды болатынын керсетедi. Композиттщ курамына госсиполды шайырды косу тотыгу деструкция процесшщ жылдамдыгын тежеуге ыкпал етедi. Демек, суйык фазада тотыгу кезiнде процестщ жылдамдыгы композициялардыц химиялык курамымен аныкталады, ал катты фазалык тотыгу кезiнде барлык зерттелген материалдардыц морфологиясы (курылымы) непзп рел аткарады деп корытынды жасауга болады.
1.6
О Н-1-1-1-1-1-1
О 50 100 150 2ОО 250 ЗОО
Уакыт: сагат
Композиттщ курамы, масс.%: сэвилен - 8; полипропилен - 20; госсипол шайыры (5-15);
Калганы - усакталган ПЭТ. Госсипол шайырыныц мелшер1, %: 1-5; 2-10; 3-15
Сурет 5 - 110°С температурада жэне 500 мм. сын.баг. бойынша оттеп кысымында композиттщ тотыгу жылдамдыгыныц госсипол шайырыныц курамына байланысты тэуелдшш
ЭртYрлi комбинациялар мен вариациялардагы композициялык курам Yшiн адгезия зерттелдi. 1-кестеде алынган деректер сэвилен концентрациясыныц 8-10% - га дешн жогарылауымен адгезия шамасыныц артуын керсетедi. Полиэтилентерефталат толтыргышыныц
концентрациясыныц жогарылауы алынган коспаныц болат бетше адгезияга эсер етпейдi. ^оспадагы полипропилен концентрациясы темендеген кезде адгезияны 10-15% темендетедь Госсиполды шайырды, сонымен бiрге сэвилендi косу адгезияны 10-12% - га косымша арттырады. Жогарыда керсетшгендей, турактандыргыш релiн аткаратын толтыргыштар мелшершщ езгеруi молекулааралык эрекеттесу сипатыныц езгеруше экеледi. [9,10] ецбектерiнде айтылгандай, зерттелген жYЙелерде курылымдык тор тYЙiндерiнiц келемшщ езгеруiмен байланысты iшкi пластификация аймактары жэне тYЙiндер арасындагы кашыктыктыц Yлкеюiмен тiкелей байланысты сырткы пластификация кершедь
Кесте 1 - Композиция кypaмыныц болaткa aдгeзия шaмacынa acepi
KомпозициядaFы компонeнттepдiц мaзмyны, мacc. Адгезия шaмacы, Н/м2
Полиэтилeнтepeфтaлaт Полипpопилeн Го^ипол шaйыpы Cэвилeн
50 20 - - 1427
60 10 4 - 1496
50 20 4 - 1546
40 30 8 4 1880
50 20 10 6 1890
50 20 12 8 1910
60 10 6 4 1900
60 10 15 2 1915
50 20 15 8 1935
50 20 15 10 1940
ÄлынFaн нэтижeлep бойыншa коppозияFa rçapcbi полимepлi композициялapдыц eц тиiмдi rçypaмы тaцдaлды, мacca.%: cэвилeн - 8; eкiншiлiк полипpопилeн - 20; га^ишл шaйыpы - 10-15; rçanFami -ycaкгaлFaн полиэтилeнтepeфтaлaт.
ТолтыpFыштыц тYpiнe бaйлaныcты композициялыщ мaтepиaлдapдыц тыFыздыFы шaмaмeн 1,02-1,11 г^м3 болaтындыFы aньщтaлды, дeмeк, бул тaзa полипpопилeннiц тыFыздыFынaн (0,91 г^м3) жоFapы. Элбeттe, 6ул acep толтыpFышты ^мтитын композиттiц aмоpфты фaзacыныц ьщшaм rçypылымымeн тYciндipiлeдi. Cэвилeн мeн га^ишл шaйыpын композицияFa eнгiзy тыFыздывдa aйтapльщтaй acep eтпeйдi.
4. Корытынды
ЖYpгiзiлгeн зepттeyлep нeгiзiндe мyнaй peзepвyapлapдыц тYбiн коppозиядaн ^pFayFa apнaлFaн жaцa композициялыщ мaтepиaлдыц rçypaмы ycынылды. Cпeктpлiк зepттeyлep нeгiзiндe aлынFaн композициялыщ коppозияFa ^ap^i жaбынныц rçypылымы тypaлы rçоpытынды жacaлды, экcтpyдepдe к^тны модификaциялay кeзiндe болaтын eц ы^тимгл химиялыщ пpоцecтep, яFни винилaцeтaттыц гоccипол молeкyлaлapымeн, оныц тyындылapымeн, cондaй-arç гоccипол шaйыpыныц мaй rçышrçылдapыныц боc молeкyлaлapымeн эpeкeттecyi болып тaбылaды. KомпозицияFa гоccипол шaйыpы, œ^^^arç cэвилeннiц rçоcылyы aдгeзияны rçоcымшa 10-15% apттыpaды.
ПОЛУЧЕНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СОСТАВОВ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО ПОЛИПРОПИЛЕНА И ОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА
А.Ш. Кыдыралиева1, О.К. Бейсенбаее1, К.С. Надиров1, Е.А.Тусупкалиев2 *
1 Южно-Казахстанский университет имени М. Ауэзова, Шымкент, Казахстан 2АО Институт химических наук имени А.Б. Бектурова, Алматы, Казахстан E-mail: [email protected]
Резюме: Введение. Имеющиеся отечественные материалы для получения антикоррозионных покрытий до сих пор не нашли широкого применения при антикоррозионной защите оборудования объектов добычи и хранения нефти. Цель работы является создание новых антикоррозионных композиций на основе вторичных полимеров и некоторых природных смол. Предлагается состав нового композиционного материала для защиты днища нефтяных резервуаров от коррозии. Методы. Вторичный полипропилен сам по себе не обладает значительными физико-химическими свойствами, поэтому одним из эффективных и экономичных способов улучшения его свойств является добавление в него различных органических или неорганических наполнителей. Введение наполнителей позволяет повысить дополнительные прочностные, электрические, теплофизические, химические и другие свойства полипропиленовых композиционных материалов (ПКМ). Результаты и обсуждение. Полученные микроскопические изображения продуктов коррозии на поверхности металла металлического дна резервуара в этих условиях происходит ямочная коррозия с глубиной проникновения иглы 4-6 мм в год. При снижении концентрации полипропилена в смеси адгезия снижается на 10-15%. Добавление госсипольной смолы, а также сэвилена дополнительно увеличивает адгезию на 10-12%. Как показано выше, изменение количества наполнителей, которые действуют как стабилизаторы, приводит к изменению характера межмолекулярных взаимодействий. Вывод. Добавление в состав композита смолы госсипола и сэвилена способствует ингибированию скорости процесса окислительного разрушения, а также дополнительно увеличивает адгезию к поверхности металла на 10-15%. Состав, полученный в результате полимерных антикоррозионных композиций на основе сэвилена, вторичного полипропилена, измельченного полиэтилентерефталата и смолы госсипола, является эффективным антикоррозионным покрытием и может использоваться для защиты дна резервуаров для хранения нефти от коррозии. По полученным результатам был выбран наиболее эффективный состав антикоррозионных полимерных композиций, масс.% : сэвилен-8; вторичный полипропилен - 20; смола госсипола - 10-15; остальное - измельченный полиэтилентерефталат.
Ключевые слова: экструзия, госсиполовая смола, сэвилен, коррозия, композиция, резервуар, полипропилен, полиэтилентерефталат
Кыдыралиева Айгуль Шажалиевна PhD докторант
Бейсенбаев Орал Курганбекович доктор технических наук, профессор
Надиров Казим Садыкович доктор химических наук, профессор
Тусупкалиев Ерсин Адиетович кандидат технических наук
Эдебиеттер тiзiмi
1. Верещагин Т.С. Защита от коррозии резервуарного парка и нефтегазового оборудования. Международная выставка-конгресс технологий, оборудования и материалов антикоррозионной защиты «Защита от коррозии-2015». Санкт- Петербург, 2015.
2. Протасов В.Н. О полимерных покрытиях как перспективном направлении повышения эффективности, надежности, безопасности и технологичности разнообразных элементов нефтегазового оборудования. Коррозия ТНГ, 2015, 1(30), 69-78. https://neftegas.info/upload/uf/9c1/9c1b45f5f9f297f1c99a0de2410eb393.pdf (дата обращения: 02.09.2022).
3. Либеровская О. В. Новые антикоррозионные добавки компании ASCOTEC для индустриальных покрытий. Материалы шестой Межотраслевой конференции «АНТИКОРРОЗИОННАЯЗАЩИТА-2015». Москва, 2015, 70 с.
http://www.intecheco.ru/doc/sb_akz2015.pdf (дата обращения: 02.09.2022).
4. Надиров К.С., Жантасов М.К., Сакыбаев Б.А., Бимбетова Г.Ж., Орынбасаров А.К. Современное состояние антикоррозионных покрытий трубопроводов и оборудования химической промышленности. Шымкент, Алем, 2017, 264 с.
5. Полимер инфо. https://polimerinfo.com/kompozitnye-materialy/polietilentereftalat-svoistva-i-primenenie.html. (дата обращения: 02.09.2022).
6. Патент РК32203. Способ защиты внутренней поверхности днища резервуара. Надиров К.С., Бимбетова Г.Ж., Жантасов М.К., Сатаев М.И., Надиров Р.К., Бондаренко В.П., Голубев В.Г., Нифонтов Ю.А., 2017.
7. Травень В.Ф. Органическая химия. Москва, Академкнига, 2014, 1, 727 с. https://in-chemistry.ru/skachat-traven-v-f-organicheskaya-himi (дата обращения: 02.09.2022).
8. Надиров К.С., Сакибаева С.А., Бимбетова Г.Ж. Поверхностно-активные вещества на основе госсиполовой смолы и их использование. Шымкент, Алем, 2013, 188 с.
9. Надиров К.С., втеу Б.Б., Бимбетова Г.Ж., Надирова Ж.К. Ингибирование госсипола и госсиполовой смолы процесса микробиологической коррозии. Вестник науки Южного Казахстана. Шымкент, 2018, 4, 139-145.
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42330406 (дата обращения: 02.09.2022).
10. Кахраманлы Ю.Н. Несовместимые полимерные смеси и композиционные материалы на их основе. Баку, ЭЛМ, 2013, 152с. http://anl.az/el_ru/kniqi/2013/1-753197.pdf (дата обращения: 02.09.2022).
11. Bentiss F., Lagrenee M., Traisnel M., Hornez J. C. The corrosion inhibition of mild steel in acidic media by a new triazole derivative. Corrosion Science, 1999, 41 (4), 789 - 803. DOI: https://doi.org/10.1016/S0010-938X(98)00153-X
12. Чайников Н.А., БеляевП.С., МозжухинА.Б., Жариков В.В. Ресурсосберегающие технологии изготовления металлополимерных материалов. Тамбов, ТГТУ, 2003, 80 с.
https://ru.b-ok.asia/book/801902/4be2b4 (дата обращения: 02.09.2022).
13. Попов Г.В., Игуменов Т.И., Клейменова Н.Л., Горячева Т.П., Мещерякова Д.В. Изучение свойств полимерных композиций с использованием фуллеренсодержащего технического углерода. Вестник ТГТУ, 2007, 13(4), 951 - 953.
14. Кнунянц И.Л. Химический энциклопедический словарь. Москва, Советская энциклопедия, 1983, 792 с. https://obuchalka.org/20190912113820/himicheskii-enciklopedicheskii-slovar-knunyanc-i-l-1983.html (дата обращения: 02.09.2022).
15. Пантюхов П.В. Особенности структуры и биодеструкция композиционных материалов на основе полиэтилена низкой плотности и растительных наполнителей. [Канд. хим. наук, дисс.], Москва, Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской академии наук, 2013, 25 с. DOI: 10.13140/RG.2.1.4011.9282
References
1. Vereshchagin T.S. Corrosion protection for tank farms and oil and gas equipment. International exhibition-congress of technologies, equipment and materials for anti-corrosion protection "Protection corrosion-2015". St. Petersburg, 2015. (In Russ.).
2. Protasov V.N. On polymer coatings as a promising direction for improving the efficiency, reliability, safety and manufacturability of various elements of oil and gas equipment. Corrosion of TNG, 2015, 1(30), 69-78. (In Russ.).
https://neftegas.info/upload/uf/9c1/9c1b45f5f9f297f1c99a0de2410eb393.pdf (accessed on 2 september 2022).
3. Liberovskaya O. V. New anti-corrosion additives from ASCOTEC for industrial coatings. Proceedings of the sixth Interindustry Conference "ANTI-CORROSIONPROTECTION-2015". Moscow, 2015, 70 p. (In Russ.).
http://www.intecheco.ru/doc/sb akz2015.pdf (accessed on 2 september 2022).
4. Nadirov K.S., Zhantasov M.K., Sakybaev B.A., Bimbetova G.Zh., Orynbasarov A.K. The current .state of anticorrosion coatings for pipelines and equipment in the chemical industry. Shymkent, Alem, 2017, 264 p. (In Russ.).
5. Polymer info. Available at: https://polimerinfo.com/kompozitnye-materialy/polietilentereftalat-svoistva-i-primenenie.html. (accessed on 2 september 2022).
6. Patent RK32203. Method for protecting the inner surface of the tank bottom. Nadirov K.S., Bimbetova G.Zh., Zhantasov M.K., Sataev M.I., Nadirov R.K., Bondarenko V.P., Golubev V.G., Nifontov Yu.A., 2017. (In Russ.).
7. Traven V.F. Organic chemistry. Moscow, Akademkniga, 2014, 1, 727 p. (In Russ.). . https://in-chemistry.ru/skachat-traven-v-f-organicheskaya-himi (accessed on 2 september 2022).
8. Nadirov K.S., Sakibaeva S.A., Bimbetova G.Zh. Surfactants based on gossypol resin and their use. Shymkent, Alem, 2013, 188 p. (In Russ.).
9. Nadirov K.S., Oteu B.B., Bimbetova G.Zh., Nadirova Zh.K. Inhibition of gossypol and gossypol resin of microbiological corrosion process. Bulletin of Science of South Kazakhstan. Shymkent, 2018, 4, 139-145. (In Russ.). https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42330406 (accessed on 2 september 2022).
10. Kahramanly Yu.N. Incompatible polymer mixtures and composite materials based on them. Baku, ELM, 2013, 152 p. (In Russ.). http://anl.az/el_ru/kniqi/2013/1-753197.pdf (accessed on 2 september 2022).
11. Bentiss F., Lagrenee M., Traisnel M., Hornez J. C. The corrosion inhibition of mild steel in acidic media by a new triazole derivative. Corrosion Science, 1999, 41(4), 789-803. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.1016/S0010-938X(98)00153-X
12. N.A. Chainikov, P.S. Belyaev, A.B. Mozzhukhin, and V.V. Zharikov. Resource-saving technologies for the manufacture of metal-polymer materials. Tambov, TSTU, 2003, 80 p. (In Russ. https://ru.b-ok.asia/book/801902/4be2b4 (accessed on 2 september 2022).
13. Popov G.V., Igumenov T.I., Kleimenova N.L., Goryacheva T.P., Meshcheryakova D.V. Study of the properties of polymer compositions using fullerene-containing carbon black. Vestnik TSTU, 2007, 13(4), 951 - 953. (In Russ.).
14. Knunyants I.L. Chemical Encyclopedic Dictionary. Moscow, Soviet Encyclopedia, 1983, 792 p. (In Russ.). https://obuchalka.org/20190912113820/himicheskii-enciklopedicheskii-slovar-knunyanc-i-l-1983.html (accessed on 2 september 2022).
15. Pantyukhov P.V. Features of the structure and biodegradation of composite materials based on low-density polyethylene and vegetable fillers. [Cand. chem. Sciences, diss.], Moscow, Institute of Biochemical Physics. N. M. Emanuel of the Russian Academy of Sciences, 2013, 25 p. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.13140/RG.2.1.4011.9282
