雙子咪唑啉季銨鹽的合成及緩蝕性能研究.pdf

1、金屬腐蝕在造成經濟損失的同時還會破壞生態(tài)環(huán)境，所以添加緩蝕劑抑制金屬腐蝕是一種長遠有效的措施且成本低廉。其中咪唑啉型緩蝕劑是應用最為廣泛的，其季銨化形成的咪唑啉季銨鹽類緩蝕劑具有穩(wěn)定的構象，同時又低毒無刺激性。因此本論文以咪唑啉雙子表面活性劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單鏈表面活性劑作為緩蝕劑，并對其在不同腐蝕介質中展現(xiàn)出的緩蝕效果進行研究。
　　本論文合成出了一系列疏水鏈長不同、聯(lián)接基團鏈長不同的咪唑啉雙子表面活性劑。以月桂酸（或油酸）、二乙烯三

2、胺等為原料，二甲苯作為攜水劑，在高溫下進行分子間和分子內脫水，合成所需要的咪唑啉中間體。然后與碳酸二甲酯進行季銨化反應，形成咪唑啉季銨鹽，最后讓其與二溴代烷反應得到相應的陽離子型咪唑啉雙子表面活性劑，再用丙酮對其多次重結晶提純后得到目標產物月桂基咪唑啉雙子表面活性劑LI（Lauryl Imidazoline）系列和油酸基咪唑啉雙子表面活性劑OI（Oleic acid Imidazoline）系列。
　　利用紅外光譜（FT-IR）、

3、核磁共振氫譜（1H NMR）、元素分析、X光電子能譜（XPS）等方法對目標產物進行表征，通過表面張力、泡沫性能、乳化性能和溶解性能等對其水溶液的物理化學性能進行了初步探討。最后采用靜態(tài)失重法研究了咪唑啉雙子表面活性劑濃度、腐蝕溫度對金屬Q235鋼片的腐蝕影響。并用電化學方法研究了咪唑啉雙子表面活性劑在不同腐蝕介質（鹽水、鹽酸、高鈣溶液）中對Q235鋼的緩蝕情況，以及其在金屬材料表面的吸附機理。
　　結果表明：與傳統(tǒng)單子季銨鹽型表面

4、活性劑相比，咪唑啉雙子表面活性劑具有更高的表面活性；其臨界膠束濃度比傳統(tǒng)表面活性劑低2~3個數(shù)量級，表面張力最低可達22.613mN/m；同時也具有較好的乳化性能和泡沫性能，易溶于極性有機溶劑。靜態(tài)失重法測試中，這六種咪唑啉雙子表面活性劑在3.5％的鹽水溶液中對Q235鋼有很好的緩蝕效果，緩蝕率最高能達到90%以上。當腐蝕溫度不同時，隨著溫度的升高，六種咪唑啉雙子表面活性劑的均勻腐蝕速率都呈現(xiàn)不斷升高的趨勢，緩蝕率均有所下降。溫度為30

5、℃時腐蝕速率最小，緩蝕率達到最大值。極化曲線結果表明，添加有咪唑啉雙子表面活性劑溶液與未添加的空白對照組相比較，腐蝕電流密度在逐漸減小，腐蝕電位不斷“正移”，且在鹽水介質中主要是屬于陽極型為主的混合型抑制緩蝕劑；在1mol/L的鹽酸溶液介質中屬于混合控制型緩蝕劑；在高鈣溶液介質中主要表現(xiàn)為以陽極控制為主的混合型緩蝕劑。交流阻抗結果表明，在不同腐蝕介質中未添加和添加緩蝕劑的奈奎斯特（Nyquist）圖都是一個近似半圓型的單容抗弧且與電化學