咪唑啉基双季_季铵盐型缓蚀杀菌剂的合成与性能研究_潘勤
咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究
咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究摘要：随着金属材料在工业生产和日常生活中的广泛使用，金属的腐蚀问题日益严重，因而对于防腐蚀技术的研究变得尤为重要。
本研究以咪唑啉型缓蚀剂为研究对象，通过合成、实验分析以及性能测试等方法，对其缓蚀性能和机理进行了深入研究，为金属材料的腐蚀防护提供了新的思路和方法。
1. 引言金属材料在各个行业中广泛应用，但受到腐蚀的威胁。
为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们一直致力于寻找有效的缓蚀剂，其中咪唑啉型缓蚀剂因其良好的缓蚀性成为研究的热点。
2. 咪唑啉型缓蚀剂的合成本研究采用了溶液法，通过特定配比将苯胺、醋酸、甲醛等原料按一定比例混合并进行反应，最终得到咪唑啉型缓蚀剂。
合成过程中需要控制反应时间、温度等因素，以保证产物的纯度和良好的缓蚀性能。
3. 咪唑啉型缓蚀剂的性能测试通过扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)等测试手段，对合成的咪唑啉型缓蚀剂进行了表面形貌和成分分析。
结果表明，所得到的咪唑啉型缓蚀剂表面均匀，成分纯净，并且具有一定的缓蚀性能。
4. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能研究为了评价咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能，选取常见的金属材料作为试验对象，通过电化学测试方法测量其腐蚀电位和极化电阻等参数。
实验结果表明，咪唑啉型缓蚀剂能够有效减缓金属的腐蚀速度，并且具有一定的缓蚀效果。
5. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀机理研究通过红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对咪唑啉型缓蚀剂进行表征和分析，揭示出其缓蚀机理。
结果显示，咪唑啉型缓蚀剂在金属表面形成了一层致密的缓蚀膜，有效隔绝了金属与环境中的腐蚀介质的接触，从而起到了缓蚀的作用。
6. 结论本研究通过对咪唑啉型缓蚀剂的合成、性能测试和机理研究，验证了咪唑啉型缓蚀剂具有较好的缓蚀性能和机理。
因此，在金属材料的腐蚀防护中，咪唑啉型缓蚀剂具有广阔的应用前景，并为其他缓蚀剂的研究提供了新的思路和方法。
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的制备及其性能研究
2.缓蚀剂合成 将苯甲酸和三乙烯四胺以摩尔比1:1.1的比例加入到250 mL的 三口烧瓶中，同时加入二甲苯做为携水剂。采用电热套加热，开 动搅拌，待温度升到150℃下酰化反应2 h，继续缓慢升温到220℃ 环化反应2 h得到咪唑啉中间体，然后体系降温到90℃并加入异丙 醇和水做溶剂加入季铵化剂反应4 h，得到目标产物。
结论
成功的合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂。
该缓蚀剂的缓蚀率随着腐蚀介质温度和 时间的增加呈逐渐下降的趋势。
3.不同温度下的缓蚀性能 温度对缓蚀剂的缓蚀性能也有较大的影响，不同温度下缓蚀剂 在金属表面会有不同的吸附率。为考察实验温度对缓蚀效能的影 响，利用高温高压釜，压力为6MPa、缓蚀剂用量为0.5%、在腐蚀 介质中进行96 h实验。腐蚀实验温度分别为30℃、50℃、90℃和 120℃，结果见图。
4.不同时间下的缓蚀性能 腐蚀时间对研究缓蚀剂缓蚀效率的影响非常重要。通过研究时 间与缓蚀效率的关系，可以了解缓蚀剂的稳定性，并有助于在实 际应用中按时补充缓蚀剂，以修复缓蚀剂的保护膜，更好的减缓 腐蚀的反应速率。为考察腐蚀时间对缓蚀效能的影响，利用高温 高压釜，压力为6MPa、50℃、缓蚀剂质量分数为1.0%，在腐蚀介 质中进行腐蚀实验。腐蚀时间分别为1 h、2 h、4 h、8h、24 h和96 h，结果见图。
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的制备及 Fra bibliotek性能研究宋莎莎 江苏化工2008年第36卷第2期
缓蚀剂可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀 剂。无机缓蚀剂相对有机无机缓蚀剂而 言具有成本高、缓蚀效率低和毒性大等 缺点，因而有机缓蚀剂的开发倍受关注， 其中以咪唑啉型季铵盐类缓蚀性能较好。
试验
1.试样及介质成分 采用L80钢为腐蚀试样和某油田开发采出水为腐蚀介质，其主要 化学成分见表。
双季铵盐杀菌剂的合成及其杀菌性能研究
[ 1] [ 2]
2
2. 1
ห้องสมุดไป่ตู้
结果与讨论
红外光谱表征
由合成产物 双季 铵盐 的红 外光 谱图 可知 , 在
- 1 - 1
2923cm 、 2854cm 为甲基、 亚甲基的伸缩振动吸收 峰, 在 1465cm- 1 出现 C- N + - C 的特征吸收峰 , 在 1124cm 出现的 强吸收峰为 - C- O- C - 的特征 峰, 在 3415cm - 1 出现的中强吸收峰, 表明产物中含 有少量的水分, 所合成产物实际结构与理论结构相 符。
双季铵盐 1127
由表 1 可知 , 所合成的双季铵盐杀菌剂的杀菌 效果优于目前油田常用的 1227 杀菌剂, 其中双季 铵盐 杀菌 剂在 菌量 较高 的 情况 下 ( 1. 5 108 个 mL- 1) 杀菌剂浓度 仅为 50mg L- 1 时 , 就能 100% 杀 死 SRB, 是一种很有应用前景的新型工业用杀菌剂。 SRB 的细胞表面带有负电荷, 对阳离子杀菌剂 来说 , 分子中所带的正电荷的密度越大 , 则吸咐到细 菌细胞表面的能力越强 [ 4] 。双季铵盐杀菌剂具有较 强的杀菌活性 , 一方面是由于分子中具有两个长链 的疏水基团( 十二烷基) , 另一方面是由于分子中两 个带有正电荷的 N + 离子 , 同时与醚键基团相连, 通 过诱导作用使分子中的季氮上的正电荷密度增加, 更有利于杀菌剂分子在带负电的细菌表面吸咐, 从 而改变细胞壁的通透性, 使菌体细胞内组分漏出而 死亡。此外, 杀菌剂吸附到菌体表面后 , 其疏水与亲 水基能分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层, 导致 酶失去活性和蛋白质变性 [ 5] , 由于这两种作用的联 合效应, 导致了该类杀菌剂具有较强的杀菌活性。
咪唑啉类缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价
益 的重 要措施 ， 但酸 液 对 设 备 、 管线 及 井 下 油套 管 造成严 重腐蚀 。注 缓蚀 剂 作 为 一 种 经 济有 效 的 防
护技术 被广泛 应用 于 化工 、 油 、 源 、 石 能 交通 、 筑 建 等工业 部 门¨ 】并 在某 些 工 业 中成 为 不 可 取代 的 ， 重要措 施 ， 特别 是石油 石化工 业 。文 章主要研 究 的
是油 田酸化过 程 中的一种 新型缓 蚀荆 。
瓶 （０ Ｌ 中， 将 磨 好 、 净 、 量 过 的 钢 片 穿 １０ｍ ） 再 洗 称
线、 置入 瓶 中 ， 使线 卡在 瓶 塞上 ， 确保 钢 片能全 部 并
浸 没在 酸性介 质 中 ， 与介质 充 分反 应 ４小时 。
表 ｌ 兰 组咪 唑 啉 殛 其 季 铵 盐 的 基本 物 性
中， 入一定景 的 二 乙烯 三 胺 或 四 乙烯 五胺 ， 入 加 加
几颗沸 石 ， 摇匀 ， 用恒 温加 热套加 热 ， 利用油 浴达到
稳定 的高温 。
组装 好蒸 馏装置 ， 蒸馏 出 的水用 烧杯接 收。首
先在 １０—１０Ｃ下 预 反 应 １小 时 ， 后 升 温 至 ０ ２￣ 然 １０ ８ ℃反应 ３小时 。 再升 温至 ２０Ｃ １ ￣ 反应 ２— ４小 时 。
维普资讯
石 油 化 工 腐 蚀 与 防 护
第２ ３卷
计算 腐蚀 速率 的公式 为 ：
Ｖ ：（ 一／ ）ｓ ｔ ｃ ｍ０ ７ ， 。 １ ， １
解性 的复配 等 。选 择 合 成 缓 蚀 剂 中性 能最 好 的一
种 咪唑 啉季 铵盐 （ 乙二 胺 咪 唑 啉季 铵 盐 ） 蚀 剂 即 缓
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀行为的研究
啉季铵盐 。用静 态失重 法、动 电位 极化 曲线法、 电化 学阻抗 法研 究其在 １ ５ ％盐 酸溶液 中对Ａ３ 钢的 缓蚀性 能。实验结果 表明 ，缓蚀剂 的缓蚀 效率 随着缓蚀 剂浓度 的增加 而增加 但随着温度 的升 高而
减 小 。 缓 蚀 剂 浓度 为 １ ０ ｇ ／ Ｌ时 ， 用静 态 失 重 法 测 其 在 ６ ０ 。 Ｃ １ ５ ％盐 酸 溶 液 中 的 缓 蚀 效 率 为９ ９ ． １ ８ ％，
Ｌ ＯＮＧ Ｘｉ ａ ｏ — ｚ ｈ ｕ ，ＺＨＯＵ Ｒｏ ｎ ｇ － ｘ ｉ ｎ ｇ ，ＬＩ Ｕ Ｊ ｉ ｎ ｇ － ｗｅ ｎ ，ＤＵ Ｑｉ ｎ ｇ － ｑｉ ｎ ｇ，Ｊ Ｉ Ｄｏ ｎ ｇ — ｑ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｍｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ １ ４ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｎ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｕ ｔ
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用性能评价
李谦定等 ： 咪唑啉季铵盐 缓蚀 剂的合成及应用性能评价
一 ７ — ７
２ｈ 然后 降温 到 １０ ｏ 微 减 压 ２ｈ 除去 未 反 应 完 ． ４ Ｃ， ，
的有 机胺 和溶剂 二 甲苯 ， 得浅 黄色 咪唑 啉 中间体 ．
１２ ２ 咪唑 啉 的季 铵 化 向咪 唑 啉 中 间体 中加 入 ．．
Ｍ ａ ．２ １ ｒ ０ｌ
Ｖ０ ． １２６ Ｎｏ． ２
文章 编号 ：６ ３０ ４ ２ １ ）２０ ７ －４ １７ －６ Ｘ（ ０ ０ －０ ６０ １
咪 唑 啉 季 铵 盐 缓 蚀 剂 的合 成 及 应 用 性 能 评 价
李谦 定， 李恒娟 ， 卢永斌
（ 安 石 油 大 学 化学 化 工 学 院 ， 西 西 安 ７ ０ ６ ） 西 陕 １０ ５
以抑 制 阳极 为 主 的 混 合 型缓 蚀 剂 ．
关键 词 ： 甲酸 ； 乙烯 四胺 ； 唑啉 季铵 盐 ； 苯 三 咪 缓蚀 剂
中图分类号 ：Ｅ ９ Ｔ ３ 文献标 识码 ： Ａ
金属 腐蚀普 遍存 在 于 各个 行业 ， 成 巨大 的 经 造
些 优点本 文 以苯 甲酸 、 乙烯 四胺 、 化 苄 等 为 原 三 氯 料， 采用 正交分 析法 确 定 咪 唑啉 季 铵盐 缓 蚀剂 的最 佳 合成 条件 ， 对缓 蚀剂进 行性 能评价 ． 并
摘要 ： 以腐蚀 速率 为评价指 标 ， 以原料 配 比、 应 时间、 反 催化 剂加 量为考 察 因素 ， 用正 交实验 设计 ， 采
得到 了咪唑啉 季铵 盐缓蚀 剂 的最佳合 成条件 ： 甲酸 与三 乙烯 四胺 物 质 的量 比为 ２ １先 在 １０～ 苯 ：， ４
１０℃经 缩合脱 水反应 ２ｈ 再升 温 至 ２ ０～ ５ ６ ， ２ ２ ０℃ 环化脱 水反 应 ２ｈ 得 到咪 唑啉 中间体 ； ， 然后使 中
咪唑啉类缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究
第28卷第3期辽宁石油化工大学学报Vo l.28No.3 2008年9月JO U RN A L O F L IA O NI NG U N IV ERSIT Y O F P ET RO LEU M&CHEM ICA L T ECH N OL O GY Sep.2008文章编号:1672-6952(2008)03-0004-04咪唑啉类缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究李倩1,吕振波1,赵杉林1,孙廷秀2(1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001; 2.渤海船舶职业技术学院,辽宁葫芦岛125005)摘要:以油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为带水剂,制备了烷基咪唑啉类缓蚀剂,研究了该缓蚀剂的合成条件、分子结构与在锅炉水系统的缓蚀性能的关系。
结果表明,最佳的合成条件为酸/胺为1B1.4,带水剂体积占反应物总体积的20%,在145e左右回流,逐步升温至210e,回流8h,产物的收率为96.5%,烷基咪唑啉衍生物的用量为20mg/L时在锅炉水中对碳钢的缓蚀速率可达90%以上,缓蚀剂强烈地抑制了腐蚀的阳极溶解过程,对阴极去极化过程也有一定的抑制作用,可认为该缓蚀剂是碳钢的以阳极为主的混合性缓蚀剂。
该缓蚀剂抑制腐蚀的原因是在碳钢表面缓蚀剂吸附成膜,有效阻挡了钢表面与水的接触。
关键词:咪唑啉;缓蚀剂;合成条件;锅炉水中图分类号:T Q047.6文献标识码:APreparation and Performance Evaluation of Im idazoline Corrosion Inhibit or LI Qian1,L B Zhen-bo1,ZH AO Shan-lin1,SUN Ting-xiu2(1.L iaoning Univ er sity of Petr oleum&Chemical T echnology,Fushun L iaoning113001,P.R.China;2.Bohai ship buil ding V ocational Collage,H ul udao L iaoning125005,P.R.China)Receiv ed30M ay2008;r evised10J une2008;accep ted20J une2008Abstract:A n imidazo line co rr osio n inhibitor w as synthesized from diethylenetr iamine and oleic acid using dimethylbenzene as a water ca rr ying agent,and the synthet ic reaction conditions,mo lecular str ucture and co rro sion inhibiting capability to bo iler water system wer e st udied.Results sho w that the optimized parameter s fo r the sy nthesis is as fo llow s:the mo lar ratio of oleic acid to diethy lenetriam ine is1B1.4,the vo lume r atio o f dimethylbenzene t o reacting mix ture is1B5,temper ature is pr og rammed raised fr om145e to210e,the reflux time is8h.under the o ptimum co nditions,the y ield is up to96.5%, co rr osio n inhibit ion efficiencies on carbon steel is ov er90%w ith imidazoline der iv ative co ncent ration of20mg/L in bo iler so lutio ns.T he imidazoline derivativ e w as found to inhibit anode co rr osion reactio ns gr eat ly,and also to inhibit cathode cor ro sion to some ex tent,so it can be classified as a passivating ano dic-t ype co rr osion inhibito r.T he mechanism o f co rr osio n inhibition relies on the str ong abso rption of t he imizadoline on metal surfaces w hich can prevent meta l surface from contacting w ith w ater. Key words:Imidazo line;Cor ro sion inhibito r;Sy nthetic conditio ns;Bo iler solutionCo rr esponding author.T el.:+86-413-7325147;fax:+86-413-6860778;e-mail:x iaoqian0606@126.co m咪唑啉又称间二氮杂环戊烯,它的五元杂环中含有两个互为间位的氮原子及一个双键。
咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能的研究
咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能的研究覃金凤;李燕【摘要】实验以二乙烯三胺和油酸甲酯为原料,经升温加热脱水制备出咪唑啉中间体,再对其进行冰醋酸的改性,合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂,增加了其水溶性.以静态失重法评价了咪唑啉中间体和季铵盐在1mol/L盐酸中的缓蚀效率,通过红外光谱仪表征咪唑啉类缓蚀剂的结构.试验表明,咪唑啉中间体作为缓蚀剂添加到腐蚀体系中,Q235碳钢的缓蚀率最高为96.50%,而经过冰醋酸改性后得到的咪唑啉季铵盐作缓蚀剂时,对金属材料的缓蚀率达到了98.2%.通过电化学极化曲线测试可知该咪唑啉类缓蚀剂为阴极型缓蚀剂.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2015(017)012【总页数】3页(P39-41)【关键词】咪唑啉;二乙烯三胺;季铵盐;缓蚀率【作者】覃金凤;李燕【作者单位】广西经正科技开发有限责任公司,广西南宁 530007;广西经正科技开发有限责任公司,广西南宁 530007【正文语种】中文【中图分类】TG17现代社会中，金属材料的用途非常广泛，金属的年产量也是以亿万吨计算，同时，金属的腐蚀现象也是普遍存在。
据统计每年因金属腐蚀造成的国民经济损失至少二百亿元[1]，被腐蚀的金属随地丢弃，资源得不到充分利用且对环境造成污染。
缓解这现象最常见的方法主要是添加缓蚀剂，可以很明显地降低金属材料的腐蚀速率，增加材料的使用寿命，使能源得到充分利用[2]。
缓蚀剂是一种加入微量或少量可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低甚至为零，同时还不改变金属原本的物理、力学性能的化学物质[3]。
传统的缓蚀剂毒性较大，对环境伤害较大，而咪唑啉类缓蚀剂对环境毒性低，污染小，而且合成工艺简单，对设备要求低，具有很广阔的研究和应用前景。
咪唑啉缓蚀剂是一类含氮五元杂环化合物，广泛运用于石油、天然气工业生产、是一种环境友好型缓蚀剂[3]。
咪唑啉类缓蚀剂在盐酸介质中对碳钢等金属具有优良的缓蚀性能，具有使用操作简单、热稳定性好，毒性低、无刺激性气味等众多优点[4]。
咪唑啉基双季(镂)-季铵盐型缓蚀杀菌剂的合成与性能研究
（ １ ． 广 东 工业 大学环境 科 学与 工程 学院 ， 广 东广 州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ： ２ ． 广 州 市特 种承 压设 备检 测研 究院 ． 广 东广 州 ５ １ ０ ０ ８ ０ ）
［ 摘要］以 １ ， ３ － － － 溴丙烷 、 三苯基膦和十六烷基氨乙基咪唑啉为原料 ， 合成了一种新型的咪唑啉基双季锛一 季铵
【 关键词］杀菌剂 ； 咪唑啉衍生物 ； 双季锩 盐 ； 溴丙基三苯基溴化铹 ； 缓蚀 ［ 中图分类号］Ｔ Ｑ ０ ８ ５ ． ４ ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ５ — ８ ２ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ３ ８ — ０ ３
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ｉ ｃ ｉ ｄ ｅ： ｉ ｍｉ ｄ ａ ｚ ｏ ｌ ｉ ｎ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｒ ｙ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｎ ｉ ｕ ｍ— ｑ ｕ ａ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｙ ｒ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ １ ， ３ － ｔ ｗ ｏ ｂ ｒ ｏ ｍｉ ｎ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ａ ｎ ｅ ， ｔ ｒ ｉ ｐ ｈ ｅ ｎ ｙ ｌ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｉ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ２ 一 ｈ ｅ ｘ ａ ｄ ｅ ｃ ｙ １ —１ 一 ａ ｍｍｏ ｎ ｉ ａ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｉ ｍｉ ｄ ａ ｚ ｏ ｌ ｉ ｎ ｅ
ａ ｍｍ Ｏ ｎ ｉ ｕ ｍ ｓ ａｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｓ
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究
㊀２０１９年㊀第１期Ｐｉｐｅｌｉｎｅ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ２０１９㊀Ｎｏ １㊀基金项目：国家自然科学基金项目（２１７６６０３９）；陕西省教育厅重点实验室基金（１８ＪＳ１１５）；延安市科技局项目（２０１６ＣＧＺＨ－１０）收稿日期：２０１８－０７－０３咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究刘利波，聂㊀卫，高晓明，高楼军（延安大学化学与化工学院，陕西省化学反应工程重点实验室，陕西延安㊀７１６０００）㊀㊀摘要：采用溶剂法合成了系列咪唑啉季铵盐缓蚀剂，并利用红外光谱仪对其结构进行了分析㊂采用静态失重法分析了缓蚀剂在１ｍｏｌ／Ｌ的盐酸介质中的缓释效果；利用铁与硫酸铜的氧化还原反应分析了缓蚀剂的成膜性能；采用扫描电镜㊁电子能谱仪对腐蚀产物进行了表征和分析㊂结果表明，油酸咪唑啉季铵盐具有较好的缓释性能，氯化苄比硫酸二甲酯季铵化后的缓释性能好㊂在２０ħ下，当缓蚀剂的浓度为１４００ｍｇ／Ｌ时，油酸咪唑啉氯化苄季铵盐对Ａ３钢片的缓释率达到９９．０５％，在其表面形成较强的保护膜，表面点蚀较弱，抗腐蚀性较好㊂极化曲线测试表明合成的缓蚀剂均为阴极抑制型缓蚀剂㊂关键词：咪唑啉季铵盐；静态失重法；成膜性能；表面分析；阴极抑制型缓蚀剂中图分类号：ＴＱ２５２㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００４－９６１４（２０１９）０１－００３５－０５ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＩｍｉｄａｚｏｌｉｎｅＱｕａｔｅｒｎａｒｙＡｍｍｏｎｉｕｍＳａｌｔＣｏｒｒｏｓｉｏｎＩｎｈｉｂｉｔｏｒＬＩＵＬｉ⁃ｂｏ，ＮＩＥＷｅｉ，ＧＡＯＸｉａｏ⁃ｍｉｎｇ，ＧＡＯＬｏｕ⁃ｊｕｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａａｎｘｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＲｅａｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎａｎ７１６０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｅｒｉｅｓｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｓｏｌｖｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅｓｕｓｔａｉｎｅｄｒｅｌｅａｓｅｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｉｎ１ｍｏｌ／Ｌｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｄｉｕｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｔａｔｉｃｗｅｉｇｈｔｌｅｓｓｎｅｓｓ．Ｔｈｅｒｅｄｏｘｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎａｎｄｃｏｐｐｅｒｓｕｌｆａｔｅｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｆｉｌｍｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍ⁃ａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｅｌｅｃ⁃ｔｒｏｎｉｃｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｚｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｏｌｅａｔｅｈａｖｅｂｅｔｔｅｒｓｕｓｔａｉｎｅｄ⁃ｒｅｌｅａｓｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｔｈｅｂｅｎｚｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅｈａｖｅｂｅｔｔｅｒｓｕｓｔａｉｎｅｄｒｅｌｅａｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄｄｉｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆａｔｅ．Ａｔ２０ħ，ｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｉｓ１４００ｍｇ／Ｌ，ｔｈｅｓｕｓｔａｉｎｅｄｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｏｆｂｅｎｚｙｌｑｕａｔｅｒｎｉｚｅｄａｍｍｏｎｉｕｍｏｌｅａｔｅｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｃａｎｒｅａｃｈ９９．０５％．Ｓｔｒｏｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｆｉｌｍｉｓｆｏｒｍｅｄｏｎｉｔｓｓｕｒｆａｃｅ，ｗｉｔｈｌｅｓｓｓｕｒｆａｃｅｐｉｔｔｉｎｇａｎｄｂｅｔｔｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔ⁃ａｎｃｅ．Ｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｔｅｓｔｓｈｏｗｓｔｈａｔａｌｌｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓａｒｅｃａｔｈｏｄｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔ；ｓｔａｔｉｃｗｅｉｇｈｔｌｏｓｓｍｅｔｈｏｄ；ｆｉｌｍｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｓｕｒｆａｃｅａｎａｌｙｓｉｓ；ｃａｔｈｏｄｉｃｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｔｙｐｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ０㊀引言金属腐蚀造成了巨大的损失㊂各国科研人员对金属的防腐蚀技术进行了大量的研究，如合理的选材［１］，金属表面保护［２－６］㊁电化学保护［７－８］等㊂缓蚀剂以其缓释效果好㊁适用范围广㊁成本低等优点，广泛应用于石油㊁化工㊁冶金㊁机械㊁交通运输等行业㊂咪唑啉缓蚀剂具有低毒㊁环保㊁绿色［９－１０］的特点㊂咪唑啉及其衍生物缓蚀剂中的杂原子Ｎ㊁Ｏ㊁Ｓ可以和铁原子形成配位键［１１］，而且分子中含有的双键也可以和金属形成π－ｄ键，从而可以增强分子的吸附能力，在金属表面形成牢固的膜，阻止腐蚀介质与金属接触［１２－１６］㊂在酸浸除锈及除氧化皮［１７］，锅炉除垢除污，油气井的压裂酸化施工和高含量Ｈ２Ｓ㊁ＣＯ２的油气井中，由于都是在酸性介质中的腐蚀，所以腐蚀速率远远超过其他介质㊂因此，针对酸性介质中缓蚀剂的研究具有重要意义㊂本研究采用溶剂法合成系列咪唑啉季铵盐缓蚀剂，利用静态失重法对不同缓蚀剂在不同温度㊁浓度下的缓蚀性能进行了研究；利用铁与硫酸铜发生置换反应研究了不同缓蚀剂的成膜性能；利用扫描电镜和能谱分析对在盐酸介质中Ａ３钢片的表面形貌和腐蚀产物进行了分析，对比分析㊀㊀㊀㊀㊀３６㊀ＰｉｐｅｌｉｎｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪａｎ ２０１９㊀了不同咪唑啉季铵盐缓蚀剂的缓释性能，为咪唑啉季铵盐缓蚀剂的性能研究提供参考㊂１㊀实验部分１．１㊀实验仪器与试剂扫描电镜㊁能谱仪㊁傅里叶红外光谱分析仪㊁Ａ３钢片（４０ｍｍˑ１３ｍｍˑ２ｍｍ）㊂月桂酸㊁苯甲酸㊁油酸㊁脂肪酸㊁二乙烯三胺㊁氯化苄㊁硫酸二甲酯㊁硼酸均为分析纯㊂１．２㊀缓蚀剂的制备采用溶剂法分别合成油酸㊁苯甲酸㊁脂肪酸㊁月桂酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂㊂以合成油酸咪唑啉季铵盐为例介绍制备方法㊂将定量的油酸㊁硼酸放入三口烧瓶，电热套加热，搅拌㊂使用３０％的二甲苯作为携水剂，使其更好地将水分离，加快合成产物的生成㊂待温度升到１２０ħ时开始用恒压滴液漏斗逐滴滴加二乙烯三胺㊂继续升温到１６０ħ，在此温度下进行酰胺化脱水３ｈ，随后在２４０ħ下环化反应３ｈ，制得咪唑啉油溶性缓蚀剂㊂待温度降至６０ħ，加入一定比例的季铵化试剂氯化苄或硫酸二甲酯，反应３ｈ后得到黑色黏稠态咪唑啉季铵盐缓蚀剂㊂分别记１为油酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁２为油酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁３为苯甲酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁４为苯甲酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁５为脂肪酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁６为脂肪酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁７为月桂酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁８为月桂酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊂反应方程式如式（１）所示，反应装置如图１所示㊂图１㊀反应装置１．３㊀缓释效果的评价在２０ħ下，配制一定质量浓度的油酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁油酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁脂肪酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁脂肪酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁月桂酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁月桂酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐的缓蚀剂溶液，采用静态挂片法将Ａ３钢片置于１ｍｏｌ／Ｌ盐酸腐蚀介质和不同浓度的缓蚀剂溶液，静置５ｈ后，洗涤㊁干燥称重后，考察不同缓蚀剂的抗腐蚀效果㊂在３０ħ㊁６０ħ和９０ħ条件下测试其缓释性能㊂１．３．１㊀失重法测定腐蚀速率（１）１ｍｏｌ／Ｌ盐水溶液中的腐蚀速率ｒｃｏｒｒ＝ｍ－ｍｔＳ㊃ｔ式中：ｒｃｏｒｒ为腐蚀速率，ｇ／（ｍ２㊃ｈ）；ｍ为实验前试片质量，ｇ；ｍｔ为实验后试片质量，ｇ；Ｓ为试片的总面积，ｃｍ２；ｔ为实验时间，ｈ㊂试片总面积：Ｓ＝２ａｂ＋ａｃ＋ｂｃ()＋（Ｄｃ－Ｄ２／２）πｎ式中：ａ㊁ｂ㊁ｃ分别为钢片长㊁宽㊁高，ｍ；Ｄ为挂孔直径，ｍ；ｎ为试片小孔个数㊂（２）盐酸溶液中的缓释率φ１＝Δｍ０－Δｍ１Δｍ０ˑ１００式中：φ１为缓释率，％；Δｍ０为空白实验中试片的质量损失，ｇ；Δｍ１为有缓蚀剂的试片质量损失，ｇ㊂１．３．２㊀成膜性能测定利用铁在硫酸铜溶液中与铜离子发生氧化还原反应，铜离子被还原后在Ａ３钢片表面形成铜镀层㊂配制一定质量浓度的不同种类缓蚀剂溶液㊂将处理后的试片用塑料绳悬挂于含缓蚀剂的广口瓶中，加盖密封㊂在２０ħ下预膜６０ｍｉｎ㊂取出试片后放入盛有饱和硫酸铜溶液的小烧杯中，浸泡１０ｓ后，立即放入ｐＨ值为２．５的盐酸烧杯中，观察试片上的铜镀层㊂１．３．３㊀电化学性质测试采用６６０Ｅ电化学工作站对咪唑啉缓蚀剂进行极化曲线㊁阻抗的测试㊂取标准Ａ３钢片，经过砂纸全面打磨抛光，放进烧杯，倒入无水乙醇试剂，将烧杯放置在超声清洗仪中，温度设置为２０ħ，超声１０ｍｉｎ后取出试片放进烘箱烘干至恒重，取出等温度降至室温㊂然后配置不同种类浓度为５００ｍｇ／Ｌ的缓蚀剂溶液，以㊀㊀㊀㊀㊀第１期刘利波等：咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究３７㊀㊀铂电极为辅助电极，Ａｇ／ＡｇＣｌ为参比电极，工作电极为处理好的Ａ３钢片（面积为１ｃｍ２）㊂扫描速度为０．０１Ｖ／ｓ，实验温度为２０ħ㊂２㊀实验结果与讨论２．１㊀缓蚀剂的ＩＲ分析用红外光谱仪对合成的缓蚀剂进行表征，结果如图２所示㊂２９３７ｃｍ－１和２８５４ｃｍ－１处为Ｃ Ｈ伸缩振动，２３５９ｃｍ－１处为ＣＯ２特征吸收峰，１６４４ｃｍ－１处为Ｃ Ｎ特征吸收峰，１４５９ｃｍ－１和７４３ｃｍ－１处为 ＣＨ２弯曲振动，１２００ｃｍ－１处为Ｃ Ｎ单键伸缩振动，在１６００ｃｍ－１附近形成咪唑特征吸收峰㊂表明合成缓蚀剂为咪唑啉化合物㊂图２㊀月桂酸咪唑啉（二甲酯）红外光谱图图３为苯甲酸咪唑啉（氯化苄）红外光谱图，３４２７ｃｍ－１处是 ＮＨ２的振动吸收峰，２９３０ｃｍ－１处是Ｃ Ｈ的不对称伸缩振动吸收峰，２３５９ｃｍ－１处为ＣＯ２的不对称收缩㊂１２９１ｃｍ－１处是Ｃ Ｎ的振动吸收峰，１６０６ｃｍ－１处是Ｃ Ｎ的特征吸收峰，说明分子中含有咪唑啉环，１１０９ｃｍ－１处是苯环的特征吸收峰㊂同时，６９６ｃｍ－１处有吸收峰，这是苄基的特征峰，表明咪唑啉化合物已季铵化㊂图３㊀苯甲酸咪唑啉（氯化苄）红外光谱图２．２㊀ＳＥＭ分析图４（ａ）为Ａ３钢片腐蚀前的ＳＥＭ，图４（ｂ）为Ａ３钢片在１ｍｏｌ／Ｌ盐酸介质中静置５ｈ后的ＳＥＭ㊂图４（ｃ）㊁图４（ｄ）㊁图４（ｅ）㊁图４（ｆ）分别为在１ｍｏｌ／Ｌ盐酸中加入油酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁油酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐，静置５ｈ后Ａ３钢片的ＳＥＭ㊂（ａ）腐蚀前Ａ３钢㊀（ｂ）置于１ｍｏｌ／Ｌ盐酸（ｃ）加入油酸咪唑啉（氯化苄）㊀（ｄ）加入油酸咪唑啉（硫酸二甲酯）（ｅ）加入苯甲酸咪唑啉（氯化苄）㊀（ｆ）加入苯甲酸咪唑啉（硫酸二甲酯）图４㊀加入缓蚀剂前后Ａ３钢片的ＳＥＭ图４（ｂ）中，Ａ３钢片表面出现严重的坑蚀，与腐蚀前的钢片（图４（ａ））对比明显㊂当加入油酸咪唑啉（氯化苄）㊁苯甲酸咪唑啉（氯化苄）后，Ａ３钢片表面只㊀㊀㊀㊀㊀３８㊀ＰｉｐｅｌｉｎｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪａｎ ２０１９㊀出现了部分点蚀，如图４（ｃ）㊁图４（ｅ）所示㊂而采用油酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐后，Ａ３钢片表面较采用油酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐的点蚀严重，如图４（ｄ）㊁图４（ｆ）所示，并且Ａ３钢片有较多的点蚀㊁坑蚀和裂纹㊂在１ｍｏｌ／Ｌ盐酸介质中加入咪唑啉季铵盐缓蚀剂后对钢片起到了不同作用的缓释效果，咪唑啉季铵盐缓蚀剂对盐酸体系有较强的缓释作用，并且采用氯化苄季铵化后咪唑啉季铵盐缓蚀效果优于硫酸二甲酯㊂２．３㊀ＥＤＳ分析利用能谱分析仪分析了Ａ３钢片腐蚀后表面的Ｆｅ㊁Ｏ元素的含量，结果如表１所示㊂由表１可知，Ａ３钢片在腐蚀前没有氧含量，即未被氧化；而在１ｍｏｌ／Ｌ盐酸溶液中静置后，氧含量约是加入月桂酸咪唑啉缓蚀剂的３倍㊂根据组成含量推断，其表面主要腐蚀产物可能是ＦｅＣＯ３，表明咪唑啉季铵盐缓蚀剂具有良好的缓释效果㊂表１㊀加入月桂酸咪唑啉缓蚀剂前后Ａ３钢片的ＥＤＳ分析腐蚀介质缓蚀剂加入量／（ｍｇ㊃Ｌ－１）ｗ（Ｆｅ）／％ｗ（Ｏ）／％空白㊀０１００．００１ｍｏｌ／Ｌ盐酸溶液０７４．６１２５．３９１ｍｏｌ／Ｌ盐酸溶液２００９８．２０７．１６２．４㊀成膜性能分析成膜实验观察结果如图５所示㊂从图５可以看出，图中１㊁３㊁５㊁７比２㊁４㊁６㊁８钢片表面的铜镀层薄且镀层面积小㊂说明采用氯化苄季铵化后的缓蚀剂比用硫酸二甲酯季铵化后的成膜性差，表明氯化苄能够增加缓蚀剂在钢片上的附着能力，在钢片上能形成较好的保护膜㊂其中，图中１㊁３㊁５㊁７钢片的成膜面积顺序分别为１＜３＜５＜７，说明氯化苄季铵化后的油酸咪唑啉有较好的成膜性能，成膜性能由强到弱的顺序分别为油酸咪唑啉季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉季铵盐㊁脂肪酸咪唑啉季铵盐㊁月桂酸咪唑季铵盐㊂图５中，１为油酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；２为油酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐；３为苯甲酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；４为苯甲酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐；５为脂肪酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；６为脂肪酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐；７为月桂酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；８为月桂酸咪唑啉（硫酸二甲酯）季铵盐；９为１ｍｏｌ／Ｌ盐酸溶液㊂图５㊀成膜性能２．５㊀缓蚀剂的浓度对缓释效果的影响不同浓度缓释剂的缓释效率如图６所示㊂由图６分析可以看出，油酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐缓蚀剂在１ｍｏｌ／Ｌ盐酸介质中具有较好的缓释性能㊂在２０ħ下，当缓蚀剂的浓度为１４００ｍｇ／Ｌ时，缓释率能够达到９９．０５％㊂缓释率由大到小依次为油酸咪唑啉季铵盐㊁脂肪酸咪唑啉季铵盐㊁苯甲酸咪唑啉季铵盐㊁月桂酸咪唑啉季铵盐㊂原因可能是，咪唑啉季铵盐中的咪唑环中具有Ｃ Ｎ双键，在金属表面有良好的吸附作用，并且油酸咪唑啉中含有Ｃ Ｃ双键㊁脂肪酸咪唑啉中含有不饱和键㊁苯甲酸咪唑啉中含有的孤对电子能够和Ｆｅ金属的空轨道结合，形成更强的保护膜㊂同时发现采用氯化苄季铵化后的缓释效率普遍比用硫酸二甲酯的效率高，由于苯环结构有更大的空间阻位和疏水性使缓释效果增强㊂图６㊀不同浓度缓蚀剂的缓释效率图６中，１为油酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；２为油酸咪唑啉（二甲酯）季铵盐；３为苯甲酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；４为苯甲酸咪唑啉（二甲酯）季铵盐；５为脂肪酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；６为脂肪酸咪唑啉（二甲酯）季铵盐；７为月桂酸咪唑啉（氯化苄）季铵盐；８为月桂酸咪唑啉（二甲酯）季铵盐㊂２．６㊀不同温度对缓蚀效果的影响在３０ħ㊁６０ħ和９０ħ条件下，在１ｍｏｌ／Ｌ的盐酸介质中添加１４００ｍｇ／Ｌ不同缓释剂的缓释效率如图７所示㊂由图７分析可以看出，随着温度的升高，缓释效㊀㊀㊀㊀㊀第１期刘利波等：咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究３９㊀㊀率都逐渐下降，采用氯化苄季铵化后的缓蚀剂缓释效率普遍高于硫酸二甲酯㊂其中由二甲酯季铵化得到的油酸咪唑啉受温度影响较大，在９０ħ时，缓释效率降为８０．０７％㊂通过实验发现，采用氯化苄季铵化后油酸咪唑啉的缓蚀剂有较高的缓释效率并且受温度影响较小㊂在９０ħ时，油酸氯化苄季铵盐缓蚀剂缓释效率仍能达到９５．９３％㊂图７中，１ ８的含义与图６相同㊂图７㊀不同缓蚀剂在不同温度下的缓释率２．７㊀极化曲线的测试图８为不同缓蚀剂极化曲线测试结果，１ ８的含义与图６相同㊂（ａ）（ｂ）图８㊀不同缓蚀剂极化曲线测试结果在ｐＨ为２．５的盐酸溶液中分别加入咪唑啉缓蚀剂，配制成浓度为５００ｍｇ／Ｌ的缓蚀剂溶液㊂分别测其极化曲线，从图８中分析可以看出，加入缓蚀剂与未加入缓蚀剂的空白盐酸对照组相比，腐蚀电位明显负移，并且阴阳两极的腐蚀电流密度均减小㊂阴极腐蚀电流密度向负方向平移程度大于阳极腐蚀电流密度㊂说明合成的咪唑啉缓蚀剂为抑制阴极型缓蚀剂㊂分析发现加入油酸咪唑啉缓蚀剂后，腐蚀电流密度较其他缓蚀剂向负极平移较大，说明油酸咪唑啉具有良好的缓释性能，并且采用氯化苄季铵化后的咪唑啉中间体的阴阳极腐蚀电流密度均小于用硫酸二甲酯季铵化后的缓蚀剂㊂与失重法所测试结果基本一致㊂３㊀结论采用溶剂法合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂，其中油酸氯化苄季铵盐具有较好的缓释性能㊂通过ＳＥＭ分析，加入咪唑啉季铵盐缓释剂后，盐酸介质对Ａ３钢片的点蚀㊁坑蚀和裂纹显著减少㊂通过ＥＤＳ分析，盐酸介质对Ａ３钢片的腐蚀产物为ＦｅＣＯ３㊂缓释效率随缓蚀剂浓度增大均呈现增长趋势，当缓蚀剂浓度大于１０００ｍｇ／Ｌ后，增长减慢；随着温度的升高，缓释效率均呈下降趋势㊂采用氯化苄季铵化后的缓蚀剂，缓释效率和成膜性能均优于用硫酸二甲酯，并且受温度影响较小㊂极化曲线测试表明，加入缓蚀剂后阴阳两极的腐蚀电流密度均减小，且合成缓蚀剂为抑制阴极型缓蚀剂，与失重法测试结论一致㊂参考文献：［１］㊀ＷＡＮＧＮ，ＸＩＯＮＧＤ，ＤＥＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙｒｏｂｕｓｔｓｕ⁃ｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｔｅｅｌｓｕｒｆａｃｅｗｉｔｈａｎｔｉ⁃ｉｃｉｎｇ，ＵＶ⁃ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．ＡｃｓＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１５，７（１１）：６２６０．［２］㊀ＬＡＵＫＨ，ＳＡＮＪＵＲＪＯＡ，ＷＯＯＤＢＪ．Ａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄａｌｕｍｉｎａｃｏａｔｉｎｇｓｏｎｃｏｐｐｅｒｂｙｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｒｅａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ＆ＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９２，５４－５５（９）：２１９－２２３．［３］㊀ＹＡＭＡＭＯＴＯＹ，ＮＩＳＨＩＨＡＲＡＨ，ＡＲＡＭＡＫＩＫ．Ｓｅｌｆ⁃ａｓｓｅｍｂｌｅｄｌａｙｅｒｓｏｆａｌｋａｎｅｔｈｉｏｌｓｏｎｃｏｐｐｅｒｆｏｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｇａｉｎｓｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９９３，１４０（２）：４３６－４４３．［４］㊀ＤＡＵＢＥＲＴＪＳ，ＨＩＬＬＧＴ，ＧＯＩＴＳＣＨＨＮ，ｅｔａｌ．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｕｓｉｎｇＡｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＺｎＯ，ＨｆＯ２，ａｎｄＺｒＯ２ａｔｏｍｉｃｌａｙｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｃｓＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒ⁃ｆａｃｅｓ，２０１７，９（４）：４１９２－４２０１．［５］㊀ＳＨＡＮＣＸ，ＨＯＵＸ，ＣＨＯＹＫＬ．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＴｉＯ２，ｆｉｌｍｓｇｒｏｗｎｏｎｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｂｙａｔｏｍｉｃｌａｙｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｕｒｆ．Ｃｏａｔ．Ｔｅｃｈ．，２００８，２０２（１１）：２３９９－２４０２．（下转第４２页）㊀㊀㊀㊀㊀４２㊀ＰｉｐｅｌｉｎｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪａｎ ２０１９㊀由式（２）可知，磨损量与滑动距离㊁法向载荷成正比；与较软材料的屈服极限δｓ（或硬度Ｈ）成反比㊂根据Ｑ／ＳＹ１２６２ ２０１０和对皮碗材料磨损量的分析，清管器皮碗的过盈量不易过大，如果太大，法向载荷随之增大，增大了磨损量，清管器在管道中的风险也随之增加，皮碗过盈量在２％ ５％之间适宜［８］㊂３ 结论根据聚氨酯弹性体软硬段微相分离结构，在热力学中，聚氨酯具有耐磨㊁耐蚀㊁高强度等优良的力学性能，所以皮碗清管器材料应选用聚氨酯弹性体材料㊂皮碗清管器的磨损量与滑动距离㊁法向载荷㊁皮碗过盈量㊁材料的屈服极限等有关㊂皮碗材料的过盈量应选２％ ５％之间㊂皮碗材料的屈服极限应该适中，过大皮碗材料易发生塑性变形，使得皮碗清管器损伤不能使用㊂参考文献：［１］㊀徐小波，马国光，刘昕，等．气管道清管过程中的问题及解决方法［Ｊ］．油气田地面工程，２００１，２４（１）：５７－５８．［２］㊀张薇娜．清管器（Ｐｉｇ）清洗技术［Ｊ］．洗净技术，２００３，１７（８）：２５－２９．［３］㊀田雨，张杰，韦永继，等．聚氨酯弹性体摩擦系数的研究［Ｊ］．聚氨酯及其弹性体，２００１，３３（６）：６０－６３．［４］㊀薛艺，刘亚青，张志毅，等．ＰＴＭＧ／ＴＤＩ型聚氨酯弹性体的制备及力学性能研究［Ｊ］．聚氨酯工业，２０１３（１）：２９－３２．［５］㊀管道标准化技术委员会．机械清管器技术条件：５．２皮碗：Ｑ／ＳＹ１２６２ ２０１０［Ｓ］．北京：中国石油天然气集团，２０１０：６．［６］㊀刘家浚．材料磨损原理及其耐磨性［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９９３．［７］㊀籍国宝．摩擦磨损原理［Ｍ］．北京：北京农业机械化学院，１９８４．［８］㊀戴斌，陶志钧．皮碗式清管器的磨损和长度特性研究［Ｊ］．上海煤气，２００８，１５（３）：６－７．作者简介：王锋（１９８６ ），工程师，硕士研究生，从事管道检测与相关研究工作㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｆｗ０６２１＠１２６．ｃｏｍ（上接第３９页）［６］㊀ＳＯＮＧＪ，ＷＡＮＧＬ，ＺＩＢＡＲＴＡ，ｅｔａｌ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌｓ，２０１２，２（４）：４５０－４７７．［７］㊀ＬＩＵＱ，ＣＨＥＮＤ，ＫＡＮＧＺ．Ｏｎｅ⁃ｓｔｅｐｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎ⁃ｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅｏｎｍａｇ⁃ｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＡｃｓＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１５，７（３）：１８５９－１８６７．［８］㊀ＺＨＡＮＧＸ，ＷＡＮＧＦ，ＨＥＹ，ｅｔａｌ．ＳｔｕｄｙｏｆｔｈｅｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅａｍｉｄｅｏｎＣＯ２ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆＡｒｍｃｏｉｒｏｎ［Ｊ］．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ，２００１，４３（８）：１４１７－１４３１．［９］㊀ＳＡＥＥＤＭＴ，ＡＬＩＳＡ，ＲＡＨＭＡＮＳＵ．Ｔｈｅｃｙｃｌｉｃｈｙｄｒｏｘｙｌａ⁃ｍｉｎｅｓ：ａｎｅｗｃｌａｓｓｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｆｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｉｎａｃｉｄｉｃｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．Ａｎｔｉ⁃ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００３，５０（３）：２０１－２０７．［１０］㊀ＷＡＲＤＣＲ，ＧＲＥＥＮＢＯＷＥＴＪ．Ｃａｔｈｏｄｉｃｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ：Ａｎｏ⁃ｖｅｒｈｅａｄｐｒｏｊｅｃｔｏｒｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｄｕｃａｔｉｏｎ，１９８１，５８（６）：５０５－５０６．［１１］㊀ＦＵＣＨＳ⁃ＧＯＤＥＣＲ，ＰＡＶＬＯＶＩＣ＇ＭＧ．Ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔｂｅ⁃ｔｗｅｅｎｎｏｎ⁃ｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔａｎｄｈａｌｉｄｅｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｏｒｍｓｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｏｒｏｒｇａｎｉｃｓａｌｔｓｆｏｒｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓ⁃ｓｔｅｅｌＸ４Ｃｒ１３ｉｎｓｕｌｐｈｕｒｉｃａｃｉｄ［Ｊ］．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＳｃｉ⁃ｅｎｃｅ，２０１２，５８（５）：１９２－２０１．［１２］㊀ＶＥＲＭＡＣ，ＥＢＥＮＳＯＥＥ，ＢＡＨＡＤＵＲＩ，ｅｔａｌ．５⁃（Ｐｈｅｎｙｌｔｈｉｏ）⁃３Ｈ⁃ｐｙｒｒｏｌｅ⁃４⁃ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｅｓａｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｆｏｒｍｉｌｄｓｔｅｅｌｉｎ１ＭＨＣｌ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｉｎ⁃ｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＬｉｑｕｉｄｓ，２０１５，２１２：２０９－２１８．［１３］㊀ＥＬ⁃ＳＡＹＥＤＡ．Ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅａｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒｏｆｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｃａｄｍｉｕｍｉｎａｃｉｄｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｌｅｃｔｒｏ⁃ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９７，２７（２）：１９３－２００．［１４］㊀ＲＡＭＡＣＨＡＮＤＲＡＮＳ，ＴＳＡＩＢ，ＢＬＡＮＣＯＭ，ｅｔａｌ．Ｓｅｌｆ⁃ａｓ⁃ｓｅｍｂｌｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｉｒｏｎｂｙｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｓ［Ｊ］．Ｌａｎｇｍｕｉｒ，１９９６，１２（２６）：６４１９－６４２８．［１５］㊀ＥＬ⁃ＳＡＮＡＢＡＲＹＡＡ，ＭＡＧＤＡＡＡ，ＥＬＮＡＳＨＡＲＭＭ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｏｍｅｎｅｗｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉ⁃ｔｏｒｓｉｎｖａｒｎｉｓｈｅｓ［Ｊ］．Ａｎｔｉ⁃ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００１，４８（１）：４７－５８．［１６］㊀ＬＩＵＦＧ，ＤＵＭ，ＺＨＡＮＧＪ，ｅｔａｌ．ＩｎｈｉｂｉｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｆｏｒＱ２３５ｓｔｅｅｌｉｎｓａｌｔｗａｔｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄｗｉｔｈＣＯ２［Ｊ］．ＡｃｔａＰｈｙｓｉｃｏ⁃ＣｈｉｍｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００８，２４（１）：１３８－１４２．［１７］㊀ＺＨＡＮＧＪ，ＧＯＮＧＸＬ，ＹＵＨＨ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｍｅｃｈ⁃ａｎｉｓｍｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｐｈｏｓｐｈａｔｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｆｏｒＱ２３５ｓｔｅｅｌｉｎｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ，２０１１，５３（１０）：３３２４－３３３０．作者简介：刘利波（１９９３ ），硕士研究生，主要研究金属腐蚀与防护㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：８５２３１２９０４＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：高晓明，副教授，主要研究方向为能源化工㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄａｗｎ１０２６＠１６３．ｃｏｍ。
季铵盐咪唑啉缓蚀剂及其性能的研究
第 49 卷 第 6 期2020 年 6月Vol.49 No.6Jun.2020化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry季铵盐咪唑啉缓蚀剂及其性能的研究张捷舒，徐 帅，候大庆，徐 妍，靳璐璐，龙小柱（沈阳化工大学化学工程学院，辽宁 沈阳 110142）摘 要：为了解决金属材料被液体腐蚀的问题，本文以硬脂酸、二乙烯三胺、硼酸、氯化苄为原料，合成了一种新型季铵盐咪唑啉缓蚀剂。
研究了酸胺的物质的量的比、催化剂用量、季铵化试剂用量、环化时间和季铵化时间对所制备目标产物的缓蚀性能的影响，得到了最优制备条件：硬脂酸∶二乙烯三胺=1∶1.2，硼酸用量为酸胺质量和的1.0%，环化反应时间为3h，季铵化试剂用量为硬脂酸质量的1.0%，季铵化反应时长为3h。
经红外光谱分析(IR)，所合成产物的官能团结构与目标产物一致。
当缓蚀剂的加量为1.0%(质量分数)，在恒温为60℃且盐酸浓度为15%时，经4h酸化后，缓蚀效率最高可达96.5%。
关键词：缓蚀剂；季铵化；制备；缓蚀性能；缓蚀率中图分类号：TG 174.42 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2020)06-0037-05作者简介：张捷舒，沈阳化工大学在读，E -mail:*****************收稿日期：2020-03-31金属腐蚀一直是一个难以解决的问题，给化工生产带来极大不便，应用缓蚀剂是目前解决金属腐蚀最常用的办法[1-4]。
国内外许多学者对缓蚀剂进行了研究，咪唑啉类缓蚀剂因其经济高效且低毒，相继被开发[5-7]，但这些缓蚀剂有各自的优缺点，不能广泛应用到各类化工过程中[8-9]。
因此，采用各种方法制备缓蚀剂，已经成为缓蚀剂研究中的一个热点[10-12]。
本文采用的季铵盐咪唑啉缓蚀技术，能大大降低生产成本，具有潜在的经济效益、广阔的发展前景和研究价值[13-14]。
一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂及其制备方法[发明专利]
![一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f33284911711cc7930b71609.png)
专利名称：一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：黄映恒,李燕,覃金凤,韦菲,罗春林,侯蕾,覃筱燕,陈清申请号：CN201510259564.1
申请日：20150520
公开号：CN104830299A
公开日：
20150812
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂及其制备方法，所述咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂为悬浮液，其包含的组分及其重量百分比为：咪唑啉季铵盐10~30%，FeO颗粒0.01~0.1%，表面改性剂1~10%，葡萄糖酸钠5~15%，余量为水。
采用本发明的技术方案，只需要较少量的缓蚀剂，就可以达到更好的缓蚀效果，而且制备工艺环保无污染，原料简单易得，且生产成本低。
申请人：广西经正科技开发有限责任公司
地址：530007 广西壮族自治区南宁市西乡塘区科园大道31号财智时代公寓B-1310号
国籍：CN
代理机构：深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙)
代理人：胡吉科
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咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究王盼盼;张会成;何冰;耿敬远;刘淑琴【摘要】以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成了咪唑啉中间体,采用氯化苄对其改性来制备咪唑啉季铵盐缓蚀剂,实验得出最优合成条件是：n(苯甲酸)/n(三乙烯四胺)=2︰1.3；酰化温度为150~160℃；环化温度210~220℃,环化时间2 h.红外光谱图证明该实验成功地合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂.并通过失重法在2%HCl介质中研究了该缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能,缓蚀率达到96.3%.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】3页(P1320-1322)【关键词】咪唑啉;缓蚀剂;腐蚀;合成;季铵盐【作者】王盼盼;张会成;何冰;耿敬远;刘淑琴【作者单位】辽宁石油化工大学, 辽宁抚顺113001;中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学, 辽宁抚顺113001;中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001;中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TE622据估计，全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约相当于年产量的1/3[1]。
金属腐蚀不仅造成金属材料的损耗，而且由于金属构件的损坏造成的间接损失更大，是导致生产停运和环境污染的主要原因之一[2]。
在各种防护方法中，缓蚀剂技术具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一[3]。
而含两个氮原子的五元杂环化合物咪唑啉缓蚀剂以其优异的缓蚀性能、无特殊的刺激气味、热稳定性好、毒性低等特点在国内外的油田大量使用［4-7］。
本文以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成了咪唑啉中间体，采用氯化苄对其改性来制备咪唑啉季铵盐缓蚀剂，考察了不同的反应条件对产率的影响。
用红外谱图对合成的咪唑啉季铵盐缓蚀剂进行表征，评价了该缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能。
1 试验部分1.1 实验试剂及仪器（1）实验试剂苯甲酸，分析纯，天津市光复精细化工研究所；三乙烯四胺，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；二甲苯，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；氯化苄，分析纯，天津市光复精细化工研究所；腐蚀试片，标准A20碳钢，尺寸35 mm×10 mm×2 mm。
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用研究
。咪唑啉季铵盐如通过四乙烯五胺同脲或
硫脲反应制备成咪唑啉酮和咪唑基二硫脲都是有 效的缓蚀剂。许多硫咪唑啉季铵盐和咪唑啉的多 硫化物, 如具有 ( SCCH2 N= C) 2 R( R 是二羧酸 根) 结构的双噻唑啉及哩唑啉、 取代三嗪等都是很好 的缓蚀剂。 1. 1. 3 咪唑啉季铵盐的缓蚀性能 实验室中评价缓蚀剂的方法主要有重量法、 电化学法以及一些新出现的方法, 例如光电化学 法, 恒电位一恒电流法、 谐波分析法、 穆尔斯堡谱 法、 Mott - Sehottky 图法、 斩波器法、 电化学发射谱 ( EES) 、 电化学频率 调制技术以及电子自旋共振 技术 ( ESR) 。对于缓蚀剂现场性能监测则主要采 用表观检查、 挂片、 电阻探针、 线性极化探针、 氢传 感器、 化学分析和离子选择性探针以及无损检测 方法。 1. 2 缓蚀机理 对咪唑啉进行的极化曲线测量见图 1 。
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当
代
化
工
第 35 卷第 5 期
应, 有利于形成吸附膜, 提高缓蚀性能。眯唑啉酮 是一特殊的含氮杂环化合物 , 分子中的 N 和 O 等 元素具有孤对电子 , 因此可望与铁等金属形成反 应膜而起缓蚀作用 , 并且由于咪唑啉酮具有较好 的水溶性 , 可根据分子设计观点, 在咪唑啉酮分子 中引人疏水性基团 , 而可开发出缓蚀性能较好的 水溶性咪唑啉酮类缓蚀剂。为了合成水溶性好且 缓蚀效率高的缓蚀剂 , 以具有不同碳链长度的饱 和脂肪一元酸或二元酸与咪唑啉酮反应 , 共合成 了 3 种双咪唑啉酮及 2 种单 咪唑啉酮酰胺化合 物 。咪唑啉的季铵盐如葵二酸盐 , 咪唑啉的油 酸盐及其和二聚酸盐 的混合物都是 有效的缓蚀 剂
[ 11] [9]
。
参 考 文 献
咪唑啉季铵盐复配缓蚀剂的缓蚀性能研究
咪唑啉季铵盐复配缓蚀剂的缓蚀性能研究于湘;周祥照;程丽华;王海泉;刘文【摘要】The organic acid ,diethyenetriamine as raw material ,and dimethyl benzene as a water - carrying agent can synthesize Imidazoline intermediate ,in which benzyl chloride is added to produce Imidazoline Quaternary Corrosion Inhibitor .In addition ,original product and the compound product are studied by weight loss method and polarization curve .Based on corrosion current density ,corrosion potential ,and corrosion rate analysis ,the corrosion inhibition effect is obtained after the imidazoline quaternary corrosion inhibitor is added into acid salt solution with stainless steel under the condition of different concentrationratio .The results show that corrosion inhibition effect is the best when 0 .5% of imidazoline quaternary corrosion inhibitor is added ,and OP -10 compound ratio is 1∶5 in saline medium optimum .%以有机酸、二乙烯三胺为原料，二甲苯为携水剂合成咪唑啉中间体，向咪唑啉中间体体系中加入氯化苄合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂。
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及复配性能研究
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及复配性能研究李泽斌;徐艳【摘要】介绍了以月桂酸、二乙烯三胺、氯化苄为原料,合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂JAY的方法,采用正交试验法考察了咪唑啉季铵盐缓蚀剂JAY与硫脲、OP-10、乌洛托品及碘化钾的质量比分别在盐酸和土酸介质中对N80挂片腐蚀速率的影响.结果表明,盐酸介质中,当硫脲与JAY质量比0.025,OP-10与JAY质量比0.025,乌洛托品与JAY质量比0.015,碘化钾与JAY质量比0.030时,复配缓蚀剂缓蚀效果最好；土酸介质中,当硫脲与JAY质量比0.015,OP-10与JAY质量比0.015,乌洛托品与JAY质量比0.025,碘化钾与JAY质量比0.020时,复配缓蚀剂缓蚀效果最好.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2012(013)007【总页数】3页(P42-44)【关键词】缓蚀剂;咪唑啉季铵盐;复配性能【作者】李泽斌;徐艳【作者单位】长江大学石油工程学院,荆州434023;新疆贝肯能源工程股份有限公司,克拉玛依834009【正文语种】中文金属腐蚀普遍存在于各行业，造成巨大的经济损失和环境生态问题。
合理使用缓蚀剂是防止金属在环境介质中发生腐蚀的一种经济有效的防护技术［1］。
对咪唑啉季铵盐而言，季铵盐阳离子能被带负电荷的金属表面所吸附，其排列在金属表面就象使金属表面带正电荷一样，氢离子难于靠近金属表面，不仅加强了隔离作用，而且阻碍了电荷的转移，使阴极反应速度降低。
如果向缓蚀剂分子中引入N原子、S 原子、O原子等亲水性基团和烷基等非极性基团，不仅可以通过诱导效应改变中心原子的吸附能力，还可以增大缓蚀剂的疏水效应，有利于形成吸附膜，阻止腐蚀介质与金属表面接触。
基于这些优点，笔者以月桂酸、二乙烯三胺、氯化苄等为原料，合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂，并采用正交分析法考察了咪唑啉季铵盐缓蚀剂与硫脲、碘化钾、乌洛托品、OP－10等复配后在盐酸体系和土酸体系中的性能［2］。
Gemini型咪唑啉双季铵盐金属缓蚀剂的合成及其性能
１ ４ ２ ４
应 用 化 学 第 ２ ６卷
图１ 合成缓蚀剂对红铜（ Ａ ） 和马口铁（ Ｂ ） 缓蚀效率的比较 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄｉ ｎ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒ （ Ａ ） ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ（ Ｂ ） ｔ ｉ ｎｐ ｌ ａ ｔ ｅ
境友好型缓蚀剂的特点， 合成了新型系列 Ｇ ｅ ｍ ｉ ｎ ｉ 型咪唑啉非对称结构双季铵盐缓蚀剂， 并对多种金属 缓蚀进行了初步考察， 该系列 Ｇ ｅ ｍ ｉ ｎ ｉ 型双季铵盐对不同金属在一定条件下均有良好的缓蚀性能。
１ 实验部分
１ ． １ 试剂和仪器 系列咪唑啉双季铵盐缓蚀剂， Ｓ Ｈ Ｓ Ｊ １ ２ 、 Ｓ Ｈ Ｓ Ｊ １ ６ 、 Ｓ Ｈ Ｓ Ｊ １ ８ （ 自制） ； 单链咪唑啉缓蚀剂（ Ｏ Ｅ Ｄ ， 秦皇 岛胜利化工有限公司） ； 苯并三氮唑（ Ｂ Ｔ Ａ ） 和Ｈ Ｃ ｌ 均为 Ａ Ｒ ； 马口铁、 铝、 黄铜、 红铜； ０ ０ １ ３ｍ ｍ 金相砂 纸。Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ２ ０ ０ ０型傅里叶变换红外光谱仪（ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ ， 美国 Ｐ Ｅ公司） ； Ａ ｇ ｉ ｌ ｅ ｎ ｔ ６ １ ２ ０型四级杆液 质联用系 统（ Ｌ Ｃ ／ Ｍ Ｓ ， 美国 Ａ ｇ ｉ ｌ ｅ ｎ ｔ 公司） 。 １ ． ２ 双季铵盐的合成 以脂肪酸和多胺为主要原料， 采用溶剂法经过 ２步脱水反应， 合成咪唑啉中间体（ Ａ ） 。再将烷基二 甲胺、 环氧氯丙烷和咪唑啉中间体在溶剂中回流反应。反应方程式如下：
双咪唑啉季铵盐的合成与缓蚀性能研究
双咪唑啉季铵盐的合成与缓蚀性能研究
李志远;赵景茂;左禹;熊金平
【期刊名称】《腐蚀与防护》
【年(卷),期】2004(025)003
【摘要】利用两步法合成了双咪唑啉季铵盐化合物,通过失重法研究了该化合物在1g/L HCl+0.16g/L H2S+1g/L NaCl溶液和10%的盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能,讨论了用量、温度、时间对缓蚀性能的影响,并通过极化曲线和扫描电镜研究了该化合物的缓蚀机理.结果表明,该化合物在HCl-H2S-NaCl-H2O和10%的盐酸腐蚀环境中对碳钢具有良好的缓蚀作用,是一种以阳极控制为主的混合型缓蚀剂.
【总页数】3页(P115-117)
【作者】李志远;赵景茂;左禹;熊金平
【作者单位】北京化工大学材料科学与工程学院,北京,100029;北京化工大学材料科学与工程学院,北京,100029;北京化工大学材料科学与工程学院,北京,100029;北京化工大学材料科学与工程学院,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.42
【相关文献】
1.月桂酸咪唑啉季铵盐的合成及其复配剂缓蚀性能研究 [J], 司广锐;李珊;芮玉兰
2.油酸咪唑啉季铵盐的合成及缓蚀性能的研究 [J], 吴效楠
3.咪唑啉季铵盐的合成及对A3钢在盐酸溶液中的缓蚀性能和吸附行为研究 [J],
燕音;丁晓丽;颜灵芝
4.含硫双咪唑啉季铵盐缓蚀剂的缓蚀性能研究 [J], 李强;张晓霞;廖粤;方明新;张家梅;孙爱平;李勇怀;齐祥涛
5.双烷基咪唑啉季铵盐在酸洗液中缓蚀性能的研究 [J], 张光华;卢凤纪;谢曙辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
双咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究
双咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究张光华;王彬【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(000)029【摘要】With lauric acid, diethylenetriamine, di-bromoalkanes as materials, which synthetise a quaternary ammonium compound of gemini imidazoline.Determination of the corrosion performance with static weight loss method of tinplate sheet in a simulated brine solution, the effect of corrosion inhibitor dosage, temperature and other factors on the corrosion performance were discussed.The results showed that gemini imidazoline has good inhibition effect for tinplate sheet in a simulated brine corrosive media, that was a good inhibitor.When the temperature was 30 ℃,the inhibitor dosage was 50 mg/L that the corrosion rate can be achieved at 91.25%, and by measuring the polarization curves and AC impedance, and further research of its corrosion performance.Polarization curves show that with increasing concentration of inhibitor, corrosion potential generating "positive move", corrosion current density are largely decreased, corrosion rates are also increasing.AC impedance also show that when the inhibitor concentration was 0.5% it can get the maximum radius of impedance spectroscopy, at this concentration, the corrosion rate reached a minimum with the best inhibition effect.%将月桂酸、二乙烯三胺、碳酸二甲酯等作为原料合成一种双子咪唑啉季铵盐类化合物,并在3.5%NaCl溶液中通过静态失重法测定该缓蚀剂对马口铁片的缓蚀能力,考察了缓蚀剂浓度、温度等因素对其缓蚀性能的影响.通过Tafel曲线和交流阻抗的测定,对其缓蚀性能进行进一步考察.结果表明双子咪唑啉缓蚀剂在3.5%NaCl溶液的腐蚀环境中对马口铁片具有好的缓蚀效果.当温度T为30 ℃,缓蚀剂浓度为50 mg/L时,其缓蚀率最大可到91.25%.Tafel曲线表明缓蚀剂浓度增加,其腐蚀电位会向正电位方向移动,且自腐蚀电流密度也在很大程度上随之降低,缓蚀率在增加.从交流阻抗谱的阻值半径可知当缓蚀剂浓度为50 mg/L时得到的阻抗谱半径最大,说明在这一浓度下,腐蚀速率最小,缓蚀效果最优.【总页数】6页(P1-6)【作者】张光华;王彬【作者单位】陕西科技大学化学与化工学院教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,西安 710021;陕西科技大学化学与化工学院教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,西安 710021【正文语种】中文【中图分类】O626.23【相关文献】1.咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及复配性能研究 [J], 李泽斌;徐艳2.新型咪唑啉季铵盐缓蚀剂合成工艺研究与性能评价 [J], 李学坤;安骄龙;成西涛;郑佳丽;吴雪梅;李稳宏3.含硫双咪唑啉季铵盐缓蚀剂的缓蚀性能研究 [J], 李强;张晓霞;廖粤;方明新;张家梅;孙爱平;李勇怀;齐祥涛4.天然桐油基咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究 [J], 高晓明;刘利波;聂卫;高楼军5.咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究 [J], LIU Li-bo;NIE Wei;GAO Xiao-ming;GAO Lou-jun因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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咪唑啉基双季-季铵盐型缓蚀杀菌剂的合成与性能研究潘勤1，袁斌1，吕松1，杨麟2，张旭强1（1.广东工业大学环境科学与工程学院，广东广州510006；2.广州市特种承压设备检测研究院，广东广州510080）［摘要］以1，3-二溴丙烷、三苯基膦和十六烷基氨乙基咪唑啉为原料，合成了一种新型的咪唑啉基双季-季铵盐型缓蚀杀菌剂，并对产物的结构进行了表征。
采用平皿计数法测定产物的杀菌性能，结果表明：在药剂用量为3mg/L 时，大肠杆菌杀菌率达95%以上；并且通过旋转挂片腐蚀实验方法，对产物的缓蚀性能进行测定，研究了介质温度、缓蚀剂浓度以及腐蚀接触时间对缓蚀效率的影响。
［关键词］杀菌剂；咪唑啉衍生物；双季盐；溴丙基三苯基溴化；缓蚀［中图分类号］TQ085+.4［文献标识码］A［文章编号］1005-829X （2013）09-0038-03Research on the synthesis of corrosion inhibiting microbicide ：imidazoline base double quaternary phosphonium -quaternaryammonium salt and its performancesPan Qin 1，Yuan Bin 1，L üSong 1，Yang Lin 2，Zhang Xuqiang 1（1.College of Environmental Science &Engineering ，Guangdong University of Technology ，Guangzhou 510006，China ；2.Guangzhou Special Pressure Equipment Inspection and Research Institute ，Guangzhou 510080，China ）Abstract ：By using 1，3-two bromine propane ，triphenylphosphine and 2-hexadecyl-1-ammonia ethyl imidazoline as raw materials ，a new type of corrosion inhibiting microbicide ，imidazoline base double quaternary phosphonium quaternary ammonium salt has been synthesized ，and the structure of the product has been characterized.The bacte -ricidal capacity of the product is examined by plate count method.The results show that the escherichia coli steriliz -ing rate reaches 95%，when the agent dosage is 3mg/L.The corrosion inhibition of the product is determined by ro -tary coupon corrosion experiments.The effects of medium temperature ，corrosion inhibitor concentration and corro -sion contact time on the corrosion inhibiting efficacy are studied.Key words ：microbicide ；imidazoline derivatives ；double quaternary phosphonium salt ；bromopropyl phenyl bro -mide ；corrosion inhibition在锅炉用水、工业循环冷却水等系统中控制微生物生长最有效的方法是向冷却水中投加杀菌剂。
目前所使用大多是季铵盐类，但由于长期使用使细菌产生了抗药性，药效不断下降，投放量不断加大，生产费用逐年上升，造成对环境的污染。
1990年左右，国内外开始生产和使用季盐类杀菌剂，这类杀菌剂具有高效、广谱、强表面活性、强的黏泥剥离清洗效果、低发泡性、低毒、无环境污染、化学稳定性好等优点，是新一代阳离子表面活性杀菌剂的代表〔1-2〕。
新型咪唑啉基季盐作为水处理剂、金属铜防锈剂和缓蚀剂，广泛用于锅炉水、循环水处理中，也作为铜及铜合金的气相缓蚀剂、润滑油添加剂使用，是目前工业循环冷却水中应用最多的铜缓蚀剂，对其进行化学改性可以提高缓蚀性能；季盐类化合物中带正电荷的有机阳离子可被带负电荷的细菌选择性吸附，阻碍细胞膜的半渗透作用，通过渗透和扩散作用进入细胞内部，使细胞酶钝化，蛋白质酶不能产生，从而使蛋白质变性，达到杀死细菌细胞的目的。
季盐是一类高效杀菌剂，将两者结合，可制得同时具有杀菌和缓蚀性能的多功能水处理药剂〔3-9〕。
笔者以三苯基膦、1，3-二溴丙烷和十六烷基氨乙基咪唑啉为原料，进行接枝合成双季铵季化缓蚀杀菌剂。
在第三步反应阶段中，考察了反应温度、溶剂对产物产率的影响，以找到最佳的反应条件，并［基金项目］广州市科技计划项目（2010Y1-C781）第33卷第9期2013年9月工业水处理Industrial Water TreatmentVol．33No．9Sep.，2013钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦且对产物的性能做进一步研究。
1实验部分1.1主要仪器与试剂主要仪器：ZNCL 恒温磁力搅拌器，上海羌强仪器设备有限公司；电子天平，梅特勒-托利多（上海）仪器有限公司；NICOLET380傅里叶变换红外光谱仪，美国热电公司；XT4-100B 显微熔点测定仪，天津天光光学仪器有限公司；RCC-1旋转腐蚀挂片试验仪，高邮市摩天电子仪器有限公司；高压灭菌锅，创博环球（北京）生物科技有限公司；超净工作台，苏州普爱德净化设备科技有限公司；生化恒温培养箱，上海悦丰仪器仪表有限公司。
主要试剂：三苯基膦（100g/瓶，化学纯，国药集团试剂有限公司），1，3-二溴丙烷（100g/瓶，分析纯，99%，阿拉丁试剂），十六烷基氨乙基咪唑啉（合成物，粉末状），A3标准钢片（江苏高邮市摩天电子仪器有限公司），其他溶剂均为AR 。
1.2合成部分1.2.1溴丙基三苯基溴化的合成以三苯基膦和1，3-二溴丙烷作为原料，二甲苯作为溶剂，在126~128℃的温度及氮气保护条件下，搅拌加热并回流反应13h ，冷却后过滤，用乙醚进行洗涤后，于60℃下真空干燥，得到乳白色的溴丙基三苯基溴化化合物〔4〕，其合成反应式如下：BrCH 2CH 2CH 2Br+PPh 3→BrCH 2CH 2CH 2P +Ph 3·Br -1.2.2十六烷基氨乙基咪唑啉的合成以十七烷酸、二乙烯三胺为原料，二甲苯作携水剂，在135℃下回流至无水，然后在一定时间内升温至180℃，继续反应至无水产生，结束反应并减压蒸馏，洗涤干燥得到十六烷基氨乙基咪唑啉〔10〕。
1.2.3烷基咪唑啉胺双季盐的合成将1.2.1中的合成产物、十六烷基氨乙基咪唑啉和一定量的溶剂加入到三颈瓶中，在一定的温度下搅拌回流反应8h ，反应结束后减压蒸馏，得到黄色黏稠状物体，用乙酸乙酯-乙醇混合液进行重结晶，得到淡黄色粉末状固体，即为双季铵季化十六烷基咪唑啉盐〔5-6〕，并真空干燥12h 。
反应式如下：控制反应原料的n （十六烷基氨乙基咪唑啉）∶n （溴丙基三苯基溴化）=1∶2，反应时间为8h ，对溶剂和温度两个影响因素进行实验，筛选出最佳反应条件，具体条件及数据如表1所示。
表1实验数据由表1可见，溶剂为N ，N -二甲基甲酰胺（DMF ），在148℃条件下，产率是最高的。
1.3IR 分析应用NICOLET380傅里叶变换红外光谱仪，采用KBr 压片法对合成的产物进行红外表征，分析合成产物的结构。
1.4杀菌性能的测定依据GB/T 14643—1993中的平皿计数法，由于目标产物很难溶于水，尝试让目标产物分散到PBS 缓冲溶液中，在缓冲溶液中对大肠杆菌进行杀菌实验，测定其杀菌性能。
1.5缓蚀性能的测定采用旋转挂片腐蚀实验方法主要从3个方面对合成药剂的缓蚀性能进行了评价：第一，测试不同咪唑啉盐投加量对其缓蚀效果的影响，并选出最佳药剂投加量。
第二，测试在最佳缓蚀剂投加量情况下，不同温度对其缓蚀效果的影响。
第三，在最佳温度和最佳投药量下测定不同时间对缓蚀效果的影响。
2结果与讨论2.1IR 分析通过对中间体溴丙基三苯基溴化进行IR 分析发现：3046cm -1处出现C =C 的氢特征吸收峰；2662cm -1处出现—CH 2的特征吸收峰；1405cm -1和1629cm -1处出现共轭苯环的特征吸收峰；740cm -1处出现二取代苯的特征吸收峰；650~752cm -1之间出现C —P 的特征吸收峰；552cm -1处出现C —Br 的吸收峰。
以上的这些波峰特征与合成产物溴丙基三苯基溴化的理论分子结构相符。
通过对双季铵季化的十六烷基咪唑啉盐进行IR 分析发现：3438cm -1处出现氨基的特征吸收峰；2851cm -1和2917cm -1处出现亚甲基和甲基的特征吸收峰；1664cm -1和1586cm -1处出现C =C 双键和亚胺C =N 键的特征吸收峰；1298cm -1处出现苯环的特征吸收峰；在745~532cm -1出现的是一取代苯的吸收峰；690cm -1处出现P —C 键的特征吸收反应溶剂温度/℃所测熔点/℃产量/g 产率/%乙醇82222~224 3.3352.70DMF 148221~223 3.6557.80环己酮128211~214 2.2235.12潘勤，等：咪唑啉基双季-季铵盐型缓蚀杀菌剂的合成与性能研究工业水处理2013－09，33（9）钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦钅粦峰。
以上的谱图特征与合成产物双季铵季化的十六烷基咪唑啉盐的理论分子结构也很相符。
2.2杀菌性能结果分析最佳条件下合成的的产物对大肠杆菌的杀菌性能测定结果如表2所示。
表2新型咪唑啉盐缓蚀剂的杀菌性能由表2可见，目标产物的杀菌性能是随杀菌剂浓度的增加先增后减，杀菌剂为3mg/L 时，杀菌率已达到95%以上，4mg/L 时，杀菌率可达100%，由此可知产物对大肠杆菌的最小抑制质量浓度为3mg/L 。
2.3缓蚀性能结果分析在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能，其中用来测定的腐蚀性能的水样按照旋转挂片腐蚀实验方法中标准配制水的方法制备。