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(jīng)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(yīng)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(gòu)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(zhì)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(nèi)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(yīng)，形成咪唑啉季銨鹽，最后讓其與二溴代烷反應(yīng)得到相應(yīng)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(jié)晶提純后得到目標(biāo)產(chǎn)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(biāo)產(chǎn)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(xué)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Q(mào)235鋼片的腐蝕影響。并用電化學(xué)方法研究了咪唑啉雙子表面活性劑在不同腐蝕介質(zhì)（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(jié)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(dāng)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(jié)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(zhì)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(zhì)中屬于混合控制型緩蝕劑；在高鈣溶液介質(zhì)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(jié)果表明，在不同腐蝕介質(zhì)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(xué)