本文關(guān)鍵詞：含磷有機(jī)硅化合物的制備及其緩蝕性能的研究

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【摘要】：基于有機(jī)硅化合物和含磷化合物具有優(yōu)異防腐蝕性能的特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)、合成了幾種含磷有機(jī)硅化合物,并研究了其緩蝕性能。運(yùn)用Mannich反應(yīng)制備了含磷有機(jī)物,即：N,N-二亞甲基膦酸基正丙胺(DPPA)、N,N-二亞甲基膦酸基氨丙基二甲基硅醇(DPDS)和N,N-二亞甲基膦酸基氨丙基甲基硅二醇(DPMS)、同時(shí)還以不同分子量的側(cè)氨丙基硅油和磷酸酯化合物為原料制備了含磷酸酯基聚硅氧烷(PEPS)。通過1H-NMR、13C-NMR和31P-NMR等表征手段證明了上述幾種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。運(yùn)用電化學(xué)方法(極化曲線和阻抗譜圖),研究了三種化合物(DPPA、DPDS和DPMS)在硫酸溶液中對金屬鐵防腐蝕能力的影響。測試結(jié)果表明,三種緩蝕劑屬于混合型緩蝕劑。通過分析傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FT-IR)和X射線光電子能譜(XPS)得出,緩蝕劑通過膦基成功地吸附在金屬表面。分析吉布斯自由能數(shù)據(jù)可以確定,緩蝕劑在金屬表面的吸附為Langmuir等溫吸附,吸附過程為化學(xué)吸附。在金屬表面吸附的DPMS分子與鄰近分子發(fā)生縮合反應(yīng),自組裝形成一層致密的保護(hù)膜。這種方式增加了緩蝕劑在金屬表面的覆蓋面積及吸附穩(wěn)定性,所以DPMS的緩蝕性能比DPPA和DPDS的要高。同時(shí)通過極化曲線還研究了乙二胺四甲叉膦酸(EDTMS)、己二胺四甲叉膦酸(HDTMS)、膦酸酯基硅氧烷(PAES)和癸基亞膦酸酯(EDPP)對金屬的防腐蝕性能。結(jié)果表明,在一定程度上吸附中心的個(gè)數(shù)及分子量可以影響緩蝕劑在金屬表面的吸附面積和穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提高DPDS的防腐蝕性能,采用極化曲線和阻抗譜圖法研究了DPDS與無機(jī)鹽復(fù)配的緩蝕性能。測試結(jié)果表明,DPDS與碘化鉀復(fù)配為混合型緩蝕劑。通過分析傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜和X射線光電子能譜說明,緩蝕劑成功地吸附在金屬表面。分析吉布斯自由能數(shù)據(jù)可以確定,緩蝕劑在金屬表面的吸附過程為化學(xué)吸附。通過計(jì)算協(xié)同參數(shù),S1,證明了緩蝕劑和碘化鉀之間的作用為協(xié)同緩蝕作用。碘離子首先吸附在金屬表面,緩蝕劑分子依靠膦基直接吸附在碘離子層。這種吸附方式增強(qiáng)了緩蝕劑DPDS在金屬表面的吸附穩(wěn)定性,從而對金屬起到較好的防腐蝕性能。因此與DPDS單獨(dú)作為緩蝕劑相比,加入碘化鉀后緩蝕性能明顯增強(qiáng)。基于有機(jī)膦具有較好的阻垢性能,本論文研究了DPPA、DPDS和DPMS三種阻垢劑的阻碳酸垢性能。DPMS的阻垢性能略高于DPPA和DPDS的阻垢性能。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.42;TQ264.1

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本文編號：1184800