Кўп компонентли металлар коррозияси ингибиторлари ва антикоррозион қопламаларнинг физик-кимёвий хоссалари

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати. Бугунги кунда саноати жадал ривожланиб бораётган мамлакатлар иктисодиётининг турли тармоқларида металлар коррозиясини олдини олиш ва ундан саклашда ишлатиладиган ингибирловчи моддалар ҳамда антикоррозион копламалар яратиш долзарб масалалардан биридир. Жаҳоннинг кимё ва нефть-кимё саноати ривожланган мамлакатларида металлар коррозияси натижасида етказиладиган зарар ишлаб чикариладиган металларнинг йиллик микдорини 30 фоизини ташкил килади, шунинг учун коррозияга карши ингибиторлар ва антикоррозион қопламаларни яратиш ҳамда ишлатиш муҳим аҳамият касб этади.
Узбекистан Республикасида мустақиллик йилларида ишлаб чиқариш соҳаларига замонавий технологияларни қўллаш борасида кенг қамровли дастурлар яратилди. Замонавий дастгохлар билан жихозланган саноат корхоналари ишга туширилмокда. Ушбу дастгохларни емирилишдан химоялаш учун коррозияга қарши ингибитор ва антикоррозион қопламалар кенг қўлланилади. Шу максадда, мамлакатимизда ингибитор ва антикоррозион қопламаларнинг янги турларини яратиш бўйича кўпгина илмий-тадқикот ишлари олиб борилмокда.
Саноат миқёсида полимерлар асосидаги ингибиторлар ва антикоррозион қопламаларни пўлат коррозиясига таъсирини ўрганиш орқали янги хоссага эга бўлган маҳсулот турларини яратиш хамда амалиётга жорий этиш бўйича тадкикотлар жадал суръатлар билан олиб борилмокда. Агрессив муҳитларда хизмат килувчи технологик асбоб-ускуналар, узатувчи қувурларнинг мустаҳкамлиги ва хизмат муддатини ингибиторлар ёрдамида ошириш энг самарали усуллардан хисобланади. Коррозия ингибиторлари кислород ва бошка ионларни боғловчи кимёвий бирикмалар ҳамда чидамли қопламалар яратишда, композицияларга кўшимчалар сифатида, айланма сув тизимлари, сув таъминоти тармогида, нефтни кайта ишлаш ва нефть-кимё саноатлари, барча энергетик курилмалар, микроэлектроника ва замонавий ҳарбий техникани ҳимоялашда ишлатилади, улар ёкилги, мойлар, сурковгичлар, курилиш материалларига қўшилади. Бугунги кунда бундай реагентлар сифатида сувда эрийдиган юкори молекулали бирикмалар ишлатилмокда. Окава сувларнинг тозалигига талаб кескин ортганлиги сабабли коррозиядан сакловчи ингибиторлар сифатида зарарсиз бўлган юқори молекулали бирикмаларни ишлатиш долзарб хисобланади.
Ингибиторларнинг замонавий турлари сифатида оксидловчи, адсорбцион, комплекс ҳосил килувчи ва полимер типидаги ингибиторларни кўрсатиш мумкин. Бундай гурухдаш ингибиторларнинг таъсир механизми турлича эканлиги ва металларни коррозиядан химоялаш учун кимёнинг турли сохалари ютуқларидан унумли фойдаланиш мумкинлигини кўрсатади.
Айниқса, кимё саноатида сувли муҳитларда коррозияга карши ишлатиладиган ингибиторлар алоҳида аҳамият касб этади.
Бугунги кунда коррозияга карши ингибиторлар билан бир каторда коррозияга бардош қопламалар хам яратиш ва уларнинг физик-кимёвий хоссаларини тадқиқ қилиш катта ахамиятга эга. Коррозия ва химоялаш механизмининг назарий асослари занг ўзгартирувчиси хоссаларига эга бўлган коррозияга бардош копламаларни ишлаб чикариш имкониятини беради. Шунда танкис компонентларни махаллий хомашё, ёг-мой ва кимё саноатларининг кўп тоннали чиқиндилари, масалан, госсипол смоласи (ГС), пахта соапстоки, гидролиз лигнини ва бошкаларга алмаштириш мухим ахамиятга эга.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2008 йил 15 июлдаги ПҚ-916-сон «Инновацион лойихалар ва технологияларни ишлаб чиқаришга татбик этишни рағбатлантириш борасидаги қўшимча чора-тадбирлар» хамда 2009 йил 11 мартдаги ПҚ-1071-сон «Кимё саноати корхоналари курилишини жадаллаштириш ва янги турдаги кимё маҳсулотлари ишлаб чикаришни ўзлаштириш бўйича чора-тадбирлар дастури» тўғрисидаги қарорларида белгиланган вазифаларни муайян даражада хал этишга хизмат килади.
Тадқиқотнинг мақсади пўлат коррозиясига N-, Р- тутган кўп компонентли ингибиторлар ва антикоррозион қопламалар таъсирининг физик-кимёвий хусусиятларини аниқлашдан иборат.
Тадқиқотнинг илмий янгнлиги қуйидагилардан иборат:
кўп компонентли ингибиторлар ва коррозияга бардош копламалар янги авлодининг химоялаш механизми ҳамда уларни ўз-ўзича тартибланувчан сирт қаватлари ҳосил қилиши аниқланган;
полимер компонентли ингибиторларнинг хусусиятлари уларнинг металл юзасида юқори адсорбцияланиш қобилиятига эга эканлиги натижасида пўлат водородланишининг сезиларли даражада секинлашишига олиб келиши билан асосланган;
аралаш ингибиторларда электрод сиртининг тўлиш даражаси, эриш тезлиги, адсорбцион мувозанат константаси ва компонентларнинг ўзаро таъсирлашув коэффициентлари аниқланган;
синергизм ҳодисаси юқори молекулали бирикмалар иштирокида қуйи молекулали алифатик аминларга нисбатан яқкол намоён бўлиши кўрсатилган, бу эса турли кимёвий табиатли ингибиторларнинг таъсир механизмлари фарқи билан тушунтирилган;
занглаган сиртларни госсипол смоласи асосидаги копламалар билан ишлаш натижасида ҳосил бўлган коррозия маҳсулотлари металлар парчаланиши жараёнини секилаштирувчи қийин эрийдиган барқарор бирикмаларга айланиши исботланган.
ХУЛОСЛЛАР
1. Электрокимёвий жараёнлар кинетикаси ва ингибирлаш механизмининг фундаментал тадқиқоти асосида илк бор турли кимёвий табиатга эга ингибиторларнинг қатор ўзига хос хусусиятлари кўрсатилди, бу эса махаллий хомашё, шунингдек кимёвий, электрокимёвий ва тог-металлургия саноати чиқиндилари ва иккиламчи маҳсулотлари асосида полимер турдаги самарали, экологик хавфсиз, иктисодий мақсадга мувофиқ, импорт ўрнини босувчи коррозия ингибиторларининг мақбул таркибларини аникдашга имкон берди.
2. Полифосфатлар тутган икки компонентли полимер ингибиторларнинг коррозия жараёнини химоялаш механизми куйи молекуляр бирикмаларнинг ингибиторлик таъсиридан тубдан фарқ қилиши кўрсатилди: юқоримолекуляр бирикмалар асосидаги ингибиторлар куйи молекуляр компонентлар билан коррозия махсулотлари таркибига кирувчи кам эрувчан ва комплекс бирикмалар хосил қилиши натижасида сиртни зичлаштиради ва коррозион фаол реагентларнинг таъсирини камайтиради, сўнгра адсорбцион жараёнлар фосфат қаватининг ўсишини секинлаштиради ва натижада унинг говаклиги ва калинлиги камаяди, химоялаш хоссалари эса ортади.
Амино гурух тутган икки компонентли ингибиторлардаги азот атоми таксимланмаган электрон жуфти хисобига металл билан донор-акцептор ўзаро таъсирни намоён килади. Полифосфатлар иштирокида RNH2 молекулаларининг химоялаш таъсиридаги фарк пўлат сиртининг турлича тўлиш даражаси билан боғлиқ бўлиб, локал ўзаро таъсирлар нуқтаи назаридан адсорбент сирти микрорелефининг ўзига хослиги ва адсорбатнинг таксимланиш константаси турличалиги билан боғлиқ.
3. Илк бор (КаР03)п-унифлок, №4Р2О7-унифлок, Na4P2O7-Na-KML[, Na4P2O7-желатин, Са2Р2О7-желатин системаларида юкори молекуляр бирикмалар иштирокида нейтрал ва кучсиз ишкорий мухитларда (рН=7ч-9) ва 20-И0°С температура интервалида синергизм ходисаси айниқса кучли намоён бўлиши аникданди. Алифатик аминларнинг синергетик таъсири камрок эканлиги турли кимёвий табиатга эга бўлган ингибиторлар таъсир механизмидаги фаркдар билан боғликлиги кўрсатилди. Полимер туридаги ингибиторлар нейтрал, кучсиз кислотали ва ишкорий мухитларда самарали эканлиги, шу билан бирга куйи молекуляр ингибиторлар факатгина нейтрал ва кучсиз кислотали мухитларда юкори ингибиторлик хоссаларини намоён қилиши кўрсатилди.
4. Полимер компонентини тутган ингибиторлар билан қуйи молекуляр компонентли ингибиторларнинг коррозион жараённи ингибирлаш механизмларидаги яқкол фарққа қарамай, компонентларнинг ўзаро таъсир коэффициента, электрод сиртининг тўлиш даражаси ва адсорбцион мувозанат константаси компонентларнинг эквимоляр нисбатида полимер турдаги ингибиторлар учун бошка таркибларга Караганда 4 мартагача ва куйи молекуляр ингибиторлар учун 2 мартагача юкорироқ қийматларни кабул қилиш қонунияти ўрнатилди.
5. Сирт-фаол хоссаларга эга бўлган полиэлектролитларни тутган ингибиторлар фосфат ионларнинг пўлат сиртига чўкиш тезлигини бошқарувчи вазифасини бажаради ва бу билан фосфат қатламини ортиқча ўсишдан сакдайди, унинг бир текислигини таъминлайди, кейинчалик адсорбция жараёни Ленгмюр бўйича боради ва мономолекуляр нанокатлам хосил бўлади, куйи молекуляр ингибиторларда эса аминобирикмаларнинг катгик ва суюқ фазалар ўртасидаги чегарада тақсимланиш константаси билан боғлиқ бошқа механизм амал килиши кўрсатилди.
6. Полимер ва куйи молекуляр бирикмали ингибиторлар иштирокида коррозияни эффектив фаолланиш энергиясининг термодинамик хисоблари АОэф.нинг қийматларида сезиларли фарк борлигини кўрсатди. AG-X|, нинг юкори қийматлари юқори молекуляр бирикмалар тутган ингибиторларнинг самарадорлигини кўрсатди. AG^hhht концентрацияга боғлиқлигини ўрганиш ингибиторларнинг мақбул концентрациялар соҳасини аниқлаш имкониятини берди.
7. Алифатик аминларнинг суюқ фазадан хавода оксидланган пўлат сиртига адсорбиланиши темир фосфатда адсорбиланишига нисбатан жуда секин бориши ва қайтарлик билан тавсифланиши электрокимёвий ва микроскопик усулларда аникданди.
8. Госсипол смоласи асосида антикоррозион копламалар олиш ва уларни коррозияланган сиртга суртиш технологиялари ишлаб чиқилди. Госсипол смоласи асосидаги копламалардан занг ўзгартирувчилари ва грунтловчи материал сифатида фойдаланиш мумкинлиги кўрсатилди. Антикоррозион коплама кимё саноати корхоналарида синовдан ўтказилди ва ОТМК лабораторияларида амалиётга жорий этилди. Ўзгартирилган занг каватининг химоялаш хоссаларини кучайтириш учун ёки пардозлаш ишларида кайта ишланган сиртларга лок-бўёқ қопламаларини суртиш мумкинлиги кўрсатилди.
9. Полиэлектролит ингибиторлар иштирокида пўлатнинг электрокимёвий коррозияси жараёнининг физик-кимёвий катталиклари ингибиторларнинг таркиби, концентрацияси, муҳит pH и, хароратга богликлиги аникданди ва максимал ҳимояни таъминловчи мақбул шароитлар топилди. Яратилган ингибиторларнинг химоялаш самарасини қиёсий бахолаш рН=54-9 ва харорат 204-80°С бўлганда энг юкори химоялаш хоссаларига (№РОз)п-унифлок ва КадРчОт-желатин икки компонентли ингибиторлари эгалиги кўрсатилди. Ингибиторларни технологик мухитларда кўллаш коррозиянинг кимёвий ва электрокимёвий ташкил қилувчиларини камайтиради. Металларнинг сиртида узлуксиз пассивловчи пардалар ҳосил қилиши ҳисобига 50°С да химоялаш самараси 97,63% га тенглиги ва бунда ускуналарнинг коррозияланиш тезлиги норматив қийматларни кабул килиши аникданди. Саноат чикиндилари ва маҳаллий хомашё асосида яратилган кўп компонентли ингибиторларнинг химоялаш самараси импорт қилинаётган кимматбахо ингибиторларга нисбатан 5% гача юкори эканлиги кўрсатилди. Ушбу ингибиторлар синовлардан ўтказилди ва «Навоиазот» АЖда амалиётга жорий этилди.