硫脲基松香咪唑啉季銨鹽的合成及緩蝕性能研究.pdf

1、酸化常用于鍋爐清洗過程，使鍋爐清洗達(dá)到良好的效果，但酸液會(huì)對(duì)金屬設(shè)備造成腐蝕，這就使鍋爐酸洗過程存在安全隱患。因此，人們需加強(qiáng)對(duì)酸洗過程中金屬防腐蝕的深入研究。目前防止金屬腐蝕的有效方法就是添加緩蝕劑法，因其具有操作方便、用量小以及效率高等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)如今隨著環(huán)保要求的不斷提高，無污染、無毒的環(huán)境友好型緩蝕劑正被科學(xué)家們尋找和開發(fā)。盡管環(huán)境友好型緩蝕劑已取得較大進(jìn)展，但仍存在工業(yè)上用量較大、成本較高等問題。因此環(huán)境友好型緩蝕劑要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的

2、推廣應(yīng)用，就應(yīng)朝著高效低成本方向努力。
　　本文提出以天然產(chǎn)物松香、二乙烯三胺、3-氯-2-羥基丙烷磺酸鈉和硫脲為主劑，經(jīng)脫水縮合、季銨化和脫氨縮合3步反應(yīng)合成出硫脲基松香咪唑啉季銨鹽，并研究了其在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％鹽酸溶液中對(duì)A3碳鋼的緩蝕性能，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）以松香、二乙烯三胺為原料，氧化鋁和鎂屑為催化劑，采用溶劑法，以二甲苯為攜水劑合成了松香咪唑啉中間體。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了紅外光譜和核磁碳譜表征，證明預(yù)期產(chǎn)物被

3、成功合成。探討出影響松香轉(zhuǎn)化率的較佳合成條件為：摩爾比n(松香):n(二乙烯三胺)=1:1.6、環(huán)化溫度210℃、酰胺化反應(yīng)時(shí)間4h、環(huán)化反應(yīng)時(shí)間5h、酰胺化反應(yīng)溫度150℃以及攜水劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的25%，在此實(shí)驗(yàn)條件下，松香的轉(zhuǎn)化率為81.53%。
　?。?）以松香咪唑啉中間體為原料，3-氯-2羥基丙烷磺酸鈉為季銨化試劑，PEG600為相轉(zhuǎn)移催化劑，異丙醇與水的混合物為溶劑，合成了松香咪唑啉季銨鹽。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了紅外光譜和

4、核磁碳譜表征，證明預(yù)期產(chǎn)物被成功合成。探討出影響松香咪唑啉中間體進(jìn)行SN2親核取代反應(yīng)程度的較佳合成條件為：反應(yīng)時(shí)間5h，催化劑用量為松香咪唑啉中間體物質(zhì)的量的14%，季銨化溫度123℃，摩爾比n(3-氯-2羥基丙烷磺酸鈉):n(松香咪唑啉中間體)=0.89:1，質(zhì)量比m(水):m(異丙醇)=2.14:1，在此條件下松香咪唑啉中間體進(jìn)行SN2親核取代反應(yīng)的程度最大。
　?。?）以松香咪唑啉季銨鹽和硫脲為原料，正辛醇為穩(wěn)定劑，水為溶

5、劑，通過縮合反應(yīng)合成了硫脲基松香咪唑啉季銨鹽。對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了紅外光譜和核磁碳譜表征，證明預(yù)期產(chǎn)物被成功合成。探討出影響硫脲基松香咪唑啉季銨鹽產(chǎn)率的較佳合成條件為：摩爾比n(硫脲):n(季銨鹽)=1.5:1，反應(yīng)溫度130℃，反應(yīng)時(shí)間3h，溶劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的60%，在此反應(yīng)條件下目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率可達(dá)61.49%。（4）將硫脲基松香咪唑啉季銨鹽應(yīng)用在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液中進(jìn)行緩蝕性能測(cè)試，采用失重、極化曲線以及交流阻抗測(cè)試手段研究了

6、A3鋼在不同腐蝕條件下的緩蝕性能，結(jié)果表明：自制緩蝕劑的緩蝕效率隨緩蝕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在303 K，緩蝕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時(shí)，緩蝕效率最高，為90.81%；緩蝕效率隨著浸泡時(shí)間的延長而下降，但下降幅度減慢，說明其具有一定的后效性；緩蝕效率隨著溫度的升高而降低，說明此緩蝕劑不適宜在高溫下使用；該緩蝕劑可以有效地抑制鹽酸腐蝕，且自制緩蝕劑是一種以控制陰極為主的混合型緩蝕劑。
　?。?）采用環(huán)境掃描電子顯微鏡(