咪唑啉类缓蚀剂的合成与缓蚀性能.研究

《咪唑啉类缓蚀剂的合成与缓蚀性能.研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、眯唑啉类缓蚀剂的合成与缓蚀性能研究1文献综述1．1缓蚀剂的定义大部分金属都有自动腐蚀的倾向，除贵重金属外，很少有天然的纯金属，这说明大部分金属本身是不稳定的，在与介质接触时，它们有自发地转化成金属化合物的倾向，这就是金属腐蚀的根本原因。研究金属腐蚀的重要意义是多方面的。第一是经济方面，这包括降低因管道、贮罐、各类机械的金属零件结构的腐蚀所造成的损失：其次是提高设备运行的安全性，因为锅炉、压力容器、储存有毒物质的金属容器、轮船、航天航空设备的腐蚀可能造成灾难性的事故；第三是保护资源，主要是保护金属资源，不仅因为它

2、们在全世界的储藏量有限，而且它们的浪费还伴随着这些金属构件生产和制造过程中的能源和水的浪费。而合理的使用缓蚀剂正是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。在美国材料与试验协会(ASTM)《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物”。一般来说，缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质就可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低，同时还能保持金属材料原来的物理机械性能不变。缓蚀

3、剂技术由于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撮广泛的方法之一。缓蚀剂广泛地应用于化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中，并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施。人类使用缓蚀剂防腐蚀有着悠久的历史“1，1860年英国公布了第一个缓蚀剂专利，从此开始了从天然植物一矿物原料，从无机一有机一人工合成的缓蚀剂研究、应用时代。随着有机缓蚀剂的应用，有关缓蚀剂的机理问题也逐渐为人们重视。反过来，人们对机理的深入研究又指导了缓蚀剂的研究和应用，从而实现了从实践到理论再来指导实

4、践的飞越。1．2咪唑啉表面活性剂的合成1．2．1引言眯唑啉是含两个氮原子的五元杂环化合物，其母体结构是咪唑，二氢代咪唑被命名为咪哗啉，其杂环大小与咪唑一致(图1，图2)。3。咪唑啉类缓蚀剂的合成与缓蚀性能研究Hl矿飞fH——C——N——H图1咪唑×之rc＼f乏H咪唑啉是一种两性表面活性剂，最早是由Hans·S·Mannheimer在五十年代开发的。’⋯。这类化合物的分子中至少包括一个阳离子基团和一个阴离子基团，即能够携带正、负两种离子电荷，当两种离子基团的离子价相等时，就成为～个离子平衡的两性物。这类两性化合物

5、，在不同的pH范围内理论上应显示出不同的离子性。即在酸性溶液中显示阳离子，在中性溶液中显示中性，在碱性溶液中显示阴离子。咪唑啉表面活性剂的合成属于缩聚热反应，通常采用下述两步法合成路线：第一步是由脂肪酸和多胺进行缩合反应，脱去2摩尔水，形成环状咪唑啉中间体，如反应式(1)。该反应所用的脂肪酸通常为c。～c。。的脂肪酸。多胺常为N一(B一羟乙基)一Z．二胺(HEED)，二乙烯三胺(DETA)，三乙烯四胺(TETA)等。第二步反应是将缩合产物(1)与1至2摩尔比的氯乙酸钠或其它能引入阴离子官能团的季铵化试剂进行季铵

6、化反应，如反应式(2)。引入羧基作阴离子基团常用的季铵化试剂有：氯乙酸钠、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸等。引入磺酸基作阴离子基团常用的季铵化试剂有：2-羟基一1，3-丙烷磺内酯、3-氯一2一羟基丙磺酸、1，3-丙烷磺内酯。引入磷酸酯基作阴离子基团常用的季铵化试剂是磷酸酯卤化物。RCOOH+HNCH：CH,NHCHzCHzOH警R-6．Nil．CH：CH：NHCHzCH：OH+刚i)<／CH2CH20H署卜匿1c⋯。H卜nC--N----I：CH20H+：幽f／q—CH，CHCCH0HCICHCOONaCH斗O

7、HR一+：型!芏2lR——■—一☆一，1nw＼CHzCOONa／+NaCI一堕些堕耋堡堕型塑鱼堕量堡垫垒!!堕窒1．2．2眯唑啉中间体的合成在咪唑啉中间体的合成过程中，除上述主反应外，还包括下列副反应：PRCOOH+H：NHCH，NHCH：CH：OH寻一RCNHCH：CHjNHCH2CH：OH+HzO(a)o0寄2；；3RcNcH2cH20H+H20CH：CHzNH(b)Ol荨一RcNHcH2cH2NcH2cH20H+H20r㈤其中(a)和(b)均可以形成咪唑啉，而(c)二酰胺一般不能转化为咪唑啉，而且由于其不

8、能进行季铵化反应，是影响咪唑啉表面活性剂质量的主要杂质。一般都把产品中二酰胺的含量的高低作为衡量咪唑啉质量的标志。二酰胺含量越低产品质量越好，如果二酰胺的含量过高，季铵化后的产品易于出现沉淀，影响产品的稳定性。一般可以通过加大原料中胺的投料量，保持胺过量，以达到降低二酰胺的含量的目的。严格控制反应温度、时间、压力等因素，也可以降低二酰胺的含量。该反应过程的特点是需要一定的温度，而温度的