Изучение ингибирующих свойств ксантогеновых эфиров циклогексана Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Авторы приносят благодарность за финансовую поддержку совместной программе Минобразования РФ - ДА АД ФРГ «Михаил Ломоносов» и аспиранту Университета г.Байройта Markus Bate за помощь в проведении масс-спектрометриче-

w

ских измерении.

ЛИТЕРАТУРА

1. Whitehaed R.A., Chagnon M.S. US Patent. 1987. 4 695 392,

3.

4.

5.

6.

7.

Masahisa Ö., Yoshihiro A., Akira Y. European Patent. 1990.0 420 186 A2.

McKechan L.W., Elmore W.C Phys. Rev. 2004. V. 46. P.

Gupta P.K., Hung C.T. Int. J. Pharm. 1988. V. 43. P. 167-177.

Astruc D., Blais J.C. C.R.Chimie, 2003. V. 6. P. 1117-1127. Lattcrmann G. et al. Angew. Chcm., Int. Ed. Engl in press. Gruzdcv M.S. et al. Жидкие кристаллы и их практическое использование 2006. №4.

Проблемная лаборатория жидких кристаллов

УДК 547.566 + 620.197.3

М.М.Гаджиев, М.Р.Байрамов, М.Р.Мирзоева, Р.А.Гусейнова, М.А.Джавадов ИЗУЧЕНИЕ ИНГИБИРУЮЩИХ СВОЙСТВ КС А ИТОГ Е Н О В Ы X ЭФИРОВ ЦИКЛОГЕКСАНА

(Бакинский государственный университет)

E-mail: liunka.ruffljnail.ru

с?

Испытаны серосодержащие соединения на основе хлорэфиров циклогексапа и этилксантогената в качестве ингибиторов коррозии металла Ст.З в условиях сероводородной коррозии, имитирующих условия эксплуатации нефтяных газоконденсатных скважин. Установлено, что соединение - 1-октоксиэтил-1-ксантогенилциклогексан (V) в двухфазной системе электролит-углеводород (3% NaCl + октан - 7:1) в присутствии сероводорода проявляет защитный эффект 89%, а в отсутствие его защитный эффект составляет 94,1%,

гл ^

Защитные свойства веществ, содержащих в своем составе азот- и серу, как правило, возрастают по мере увеличения взаимодействия (1-электронов железа и неподеленными парами электронов азота и серы [1,2] и это сказывается на ин-гибирующей активности этих соединений.

В данной работе синтезированы серосодержащие соединения на основе хлорэфиров цик-логексана и этилового эфира ксантогеновоп кислоты, испытание которых в качестве ингибиторов коррозии Ст.З показало удовлетворительные защитные свойства в условиях сероводородной коррозии, имитирующих условия эксплуатации нефтяных газоконденсатных скважин.

Синтез новых серосодержащих соединений осуществляли следующим образом:

сначала был получен у-хлорэфир циклогексапа взаимодействием различных а-хлорэфи-

ров с метиленциклогексаном дике [3]:

по известной мето

+ ROCH.С

ZnC

1

H^Ch^OR

R - CH3~t C2H5~, C4Hg-, C6H13-, C8H17~.

Затем синтезированные у-хлорэфиры были конденсированы с калийэтилксантогенатом по схеме:

?

+ KS-C-OCA KCI » Г pCH2CH2OR

h2ch2or

2' '5

Р = СН3-((), С2н5-(И), С4Н9- (М1)1С6Н13- (IV), СаН,7- (V).

Структура полученных соединений была доказана ИК спектроскопией. Определены физи-ко-химические константы, которые приводятся в таблице 1.

Таблица /.

Физико-химические константы синтезированных

соединений

Table 1. Physico-chemical constants of synthesized

Ингибирующие свойства соединений испытывали на образцах Ст.З размером 50x30x4мм при температуре 20±2 °С при постоянном перемешивании в двухфазной среде, состоящей из электролита (3% NaCl) и углеводорода (октан) в объемном соотношении 7:1 с содержанием H2S. Результаты испытания синтезированных соединений в качестве ингибиторов коррозии Ст.З приведены в табл.2.

Таблица 2.

Ингибирующее действие соединений (при концентрации 3 м!У1) в двухфазных системах: X - 3% NaCl

+ октан (7:1)

Table 2. Inhibiting action of compounds (concentration 3 m M ) in two-phase systems : x - 3% NaCl + octane

iLül

N2 IUI. X X + 0,5г/л H:S X + 1 г/л H.S

к\ г/м" % Г г/м" Z, % У К г/м" Z, % У

Без ИНГ. j * ^ 0 - « 3,60 - » 5,80 - -

I 2,70 30 1,5 2,20 39,2 1,64 ц» ^ г rfwwt 36 1,6

I! 1,36 43 1J 1,07 70,1 3,36 ^ 11 60 ^ 5 4т* 1)

Ill 0 5 5 2 78,3 4,5 0,85 76,5 4 ^ 1,05 82 5,5

IV 0,23 89,2 10,4 0,52 85,3 6,9 0,74 87 7,8

V 0,15 94,1 16 0,35 92 10,3 0,62 89 9,4

АН ПО - О / 86,3 84,2

Оценку ингибирующего действия соединений производили гравиметрическим методом, определяя скорость коррозии К, степень защиты Ъ и коэффициент торможения у.

Ингибиторы для сероводородсодержащих сред, как известно, должны замедлять не только

общую и язвенную коррозию, но и наводоражива-иие, приводящее к сероводородному растрескиванию сталей. С целью выбора эффективных ингибиторов для сред, содержащих ЬЬБ, были испытаны синтезированные соединения с добавлением известного ингибитора АН ПО и без ингибитора, а также в отсутствие Н23.

Как видно из таблицы 2, защитное действие ингибиторов (I и V) в средах, не содержащих Н28, с увеличением молекулярной массы соединений повышается, т.е. в случае (V) защитный эффект Ъ составляет 94,1%. Изучение влияния ингибиторов в средах, содержащих Н23, показало, что защитный эффект Ъ ингибиторов (1-У) несколько понижается. Табличные данные показывают, что на защитный эффект Ъ оказывает влияние концентрация Н23. По-видимому, происходит заметное коррозионное разрушение металла, приводящее к понижению защитного эффекта X. Анализ табличных данных позволяет сделать вывод о том, что длина цепи алкильного радикала в ингиби-рующем веществе оказывает заметное влияние на эффективность ингибиторов. Длина цепи ингибитора, очевидно, играет важную роль в смачивающей фазе защитной пленки, что согласуется с правилом адсорбции Траубе - уменьшение растворимости соединений в воде при увеличении длины цепи. Об этом также сообщают Фудзии и Аромаки [4]. Углеводородные радикалы, обладающие гидрофобными свойствами, направлены в сторону агрессивной среды, отталкивают воду и коррози-онно-активные частицы, а также дополнительно экранируют поверхность металла и усиливают эффект ее блокировки.

Учитывая, что соединение (V) является эффективным ингибитором, было изучено влияние температурных условий на коррозию Ст.З в присутствии ингибитора (V) без сероводорода.

Результаты исследований приведены в таблице 3.

Таблица 5.

Влияние температурных условий на коррозию Ст.З

Table 3, Temperature effect on corrosion of St.3

Концентрация ингибитора, мг/л К, мг/м2«ч

20° 50° 80° 110° 140° 170°

500 1 10 25 40 70 90

400 3 15 30 60 80 100

300 16 20 80 160 200

200 20 30 40 120 200 240

100 30 60 100 180 250 280

Вода - 100 45 40 30 40 70 85

Скорость коррозии определялась в мг/м2-ч за 100 ч при вышеуказанных температурах.

compounds

№ Формула соединений Выход, % т чА 1 ШИ. V- (Р,МПа) i 35 20 III Содержание серы,%

найдено вычислено

- ? 1сн/:н2осьц 39 =3*5 ОС г\ КГ} - 1,0219 1,493 24,02 24,4

II ^^^ СН^СИ^ОС2Н5 43 76-78 (1,2-К)4) 1,0332 1,4970 22,92 1

111 Î (^^[Ънгснаос4н, о ш/ W 100-102 (1,2-К)4} 1,0425 1,5078 20,04 1 1 i

IV f ^•x^/S -С -ОСгН5 57 I28-130 (1,2* К)4) 1,0482 1 5P3 18,97 19,19

v 1" JcHjCH2OCeH17 152-155 (1,2-104) 1,0495 1,5182 17,35 17,6

Как видно из таблицы 3, скорость коррозии Ст.З при любой концентрации с повышением температуры заметно увеличивается. Снижение концентрации ингибитора - (V) до ЗООмг/л при температуре 20-80 °С не оказывает существенного влияния на скорость коррозии, но в интервале температур 110-170 °С она ускоряется. Выше 110 °С поверхность стали покрывается серым налетом с желтым оттенком.

Таким образом, было показано, что с повышением температуры при любой концентрации ингибитора (V) без Н23 скорость коррозии металла Ст.З увеличивается.

Кафедра химии и химической технологии

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Григорьев В.П., Экилик B.C. Химическая структура и защитное действие ингибиторов коррозии. Ростов н/Д. 1978. 182с.

2. Галжнев М.М., Ьаирамов М.Р., I асы мои a III.3.

//Защита металлов. 1997. T.33. № 6. С.653-655.

3. Гаджиев М.М. и др. //ЖОрХ. 1974. Вып.7. Том X. С. 1368-1376.

4. Fujii S., Azamaki К. Corrosion Eng. (Japan). 1956. Vol. 5. N 2. P. 85-89.

УДК 547.569.3

ВЛИЯНИЕ ТИОАЛКОФЕНА Б НА ВУЛКАНИЗАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

(Сибирский государственный технологический университет)

Изучено влияние природы ускорителей серной вулканизации па вулканизациопно кинетические и структурные характеристики полимерных композиций па основе 1,4-цис полиизопреиового каучука СКИ-3, содержащих стабилизатор тиоалкофен Б.

Известно [1-4], что стойкость полимерных композиций к воздействию внешних агрессивных сред определяется не только характером полимерного материала, по и структурой вулканизациопно й сетки.

Ранее [5] было установлено, что введение тиобисфенольного стабилизатора тиоалкофена Б1 (многокомпонентной технической смеси моно- и полисульфидов бис-орто-трег-бутил-фенола) оказывает влияние на скорость и степень серной вулканизации полимерных композиций. Эти обстоятельства обусловили исследования влияния природы ускорителя на вулканизационно-кинети-ческие и структурные характеристики полимерных систем, содержащих стабилизатор тиоалкофен Б. В качестве ускорителей были выбраны

наиболее распространенные ускорители серной вулканизации тетраметилтиурамдисульфид (тиу-рам Д) и Ы-циклогексил-2-бензотиазолилсуль-фенамид (сульфенамид Ц).

Для исследования использовались модельные системы на основе синтетического 1,4-цис-иолиизопренового каучука СКИ-3, содержащие тиоалкофен Б и ускоритель. Каучук предварительно очищали от промышленных примесей методом дробной экстракции. В ходе исследования моделировались процессы изготовления и вулканизации полимерных композиций. Количественная оценка взаимодействия тиоалкофена Б с ускорителями вулканизации осуществлялась методом УФ спектроскопии с использованием экстрактов модельных полимерных систем [6].

- Стабилизатор тиоалкофек Б был предоставлен Новосибирским институтом органической химии СО РАН.