Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі
Методом газової хромато-мас-спектрометрії визначено компонентний склад летких фракцій ізопропанольного екстракту шроту ріпаку (родини Brassicaceae). Встановлено, що їх основними інгредієнтами є глікозиди, кетони, альдегіди, насичені і ненаси- чені жирні кислоти і стероїди. Виявлено, що екстракт за...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фізико-хімічна механіка матеріалів |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
2013
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/136053 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі / О.Е. Чигиринець, В.І. Воробйова // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2013. — Т. 49, № 3. — С. 39-45. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-136053 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Чигиринець, О.Е. Воробйова, В.І. 2018-06-15T18:45:26Z 2018-06-15T18:45:26Z 2013 Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі / О.Е. Чигиринець, В.І. Воробйова // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2013. — Т. 49, № 3. — С. 39-45. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. 0430-6252 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/136053 620.197 Методом газової хромато-мас-спектрометрії визначено компонентний склад летких фракцій ізопропанольного екстракту шроту ріпаку (родини Brassicaceae). Встановлено, що їх основними інгредієнтами є глікозиди, кетони, альдегіди, насичені і ненаси- чені жирні кислоти і стероїди. Виявлено, що екстракт забезпечує високий рівень протикорозійного захисту металу як леткий інгібітор корозії в умовах періодичної конденсації вологи. Зафіксовано, що швидкість корозії сталі знижується зі збільшенням його концентрації, а процес формування плівки з парової фази має пролонгований характер. Плівка, утворена на поверхні сталі з парогазової фази екстракту, забезпечує ефект післядії на рівні 90% за періодичної конденсації вологи впродовж 504 h. Методом газовой хромато-масс-спектрометрии установлен компонентный состав летучих фракций изопропанольного экстракта шрота рапса (семейства Brassicaceae). Установлено близко 20 компонентов, основными из которых являются гликозиды, кетоны, альдегиды, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты и стероиды. Выявлено, что экстракт обеспечивает высокую степень противокоррозионной защиты металла как летучий ингибитор коррозии в условиях периодической конденсации влаги. Зафиксировано, что скорость коррозии стали снижается с увеличением его концентрации, а процесс образования пленки из паровой фазы имеет пролонгированный характер. Пленка, формируемая на поверхности стали из парогазовой фазы экстракта, обеспечивает эффект последействия на уровне 90% в течение 504 h в условиях периодической конденсации влаги. The volatiles of ethanol extract of cake oil rapeseed (Brassica napus) were analysed by gas chromatography-mass spectrometry. In total, 20 volatiles were identified with glycosides, ketone, alkaloid, aldehyde being the major components. The results show that extract of oil cake rapeseed is a good volatile inhibitor of corrosion in simulated atmospheric water. Effect of immersion time the steel in volatile phase of inhibitor on inhibition effectiveness was studied and discussed. It was found that the rate of corrosion of steel decreases with increased concentration of isopropanol extract of oil cake rape seed, and the process of film formation from the vapour phase is prolonged nature. The film formed from the steel surface from the vapour-gas phase of the extract provides this afteraction effect on the level of 90% for 504 h under periodic moisture condensation. uk Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Фізико-хімічна механіка матеріалів Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі Противокоррозионные свойства экстракта шрота рапса как летучего ингибитора атмосферной коррозии стали Anticorrosive properties of extract of oil cake rapeseeds as volatile corrosion inhibitors for mild steel Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі |
| spellingShingle |
Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі Чигиринець, О.Е. Воробйова, В.І. |
| title_short |
Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі |
| title_full |
Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі |
| title_fullStr |
Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі |
| title_full_unstemmed |
Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі |
| title_sort |
протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі |
| author |
Чигиринець, О.Е. Воробйова, В.І. |
| author_facet |
Чигиринець, О.Е. Воробйова, В.І. |
| publishDate |
2013 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Фізико-хімічна механіка матеріалів |
| publisher |
Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Противокоррозионные свойства экстракта шрота рапса как летучего ингибитора атмосферной коррозии стали Anticorrosive properties of extract of oil cake rapeseeds as volatile corrosion inhibitors for mild steel |
| description |
Методом газової хромато-мас-спектрометрії визначено компонентний склад летких
фракцій ізопропанольного екстракту шроту ріпаку (родини Brassicaceae). Встановлено, що їх основними інгредієнтами є глікозиди, кетони, альдегіди, насичені і ненаси-
чені жирні кислоти і стероїди. Виявлено, що екстракт забезпечує високий рівень протикорозійного захисту металу як леткий інгібітор корозії в умовах періодичної конденсації вологи. Зафіксовано, що швидкість корозії сталі знижується зі збільшенням
його концентрації, а процес формування плівки з парової фази має пролонгований
характер. Плівка, утворена на поверхні сталі з парогазової фази екстракту, забезпечує ефект післядії на рівні 90% за періодичної конденсації вологи впродовж 504 h.
Методом газовой хромато-масс-спектрометрии установлен компонентный состав летучих фракций изопропанольного экстракта шрота рапса (семейства Brassicaceae).
Установлено близко 20 компонентов, основными из которых являются гликозиды, кетоны, альдегиды, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты и стероиды. Выявлено, что экстракт обеспечивает высокую степень противокоррозионной защиты металла как летучий ингибитор коррозии в условиях периодической конденсации влаги. Зафиксировано, что скорость коррозии стали снижается с увеличением его концентрации, а
процесс образования пленки из паровой фазы имеет пролонгированный характер. Пленка,
формируемая на поверхности стали из парогазовой фазы экстракта, обеспечивает эффект
последействия на уровне 90% в течение 504 h в условиях периодической конденсации
влаги.
The volatiles of ethanol extract of cake oil rapeseed (Brassica napus) were
analysed by gas chromatography-mass spectrometry. In total, 20 volatiles were identified with
glycosides, ketone, alkaloid, aldehyde being the major components. The results show that
extract of oil cake rapeseed is a good volatile inhibitor of corrosion in simulated atmospheric
water. Effect of immersion time the steel in volatile phase of inhibitor on inhibition effectiveness
was studied and discussed. It was found that the rate of corrosion of steel decreases with increased
concentration of isopropanol extract of oil cake rape seed, and the process of film formation
from the vapour phase is prolonged nature. The film formed from the steel surface from
the vapour-gas phase of the extract provides this afteraction effect on the level of 90% for 504 h
under periodic moisture condensation.
|
| issn |
0430-6252 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/136053 |
| citation_txt |
Протикорозійні властивості екстракту шроту ріпаку як леткого інгібітора атмосферної корозії сталі / О.Е. Чигиринець, В.І. Воробйова // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2013. — Т. 49, № 3. — С. 39-45. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. |
| work_keys_str_mv |
AT čigirinecʹoe protikorozíinívlastivostíekstraktušroturípakuâkletkogoíngíbítoraatmosfernoíkorozíístalí AT vorobiovaví protikorozíinívlastivostíekstraktušroturípakuâkletkogoíngíbítoraatmosfernoíkorozíístalí AT čigirinecʹoe protivokorrozionnyesvoistvaékstraktašrotarapsakakletučegoingibitoraatmosfernoikorroziistali AT vorobiovaví protivokorrozionnyesvoistvaékstraktašrotarapsakakletučegoingibitoraatmosfernoikorroziistali AT čigirinecʹoe anticorrosivepropertiesofextractofoilcakerapeseedsasvolatilecorrosioninhibitorsformildsteel AT vorobiovaví anticorrosivepropertiesofextractofoilcakerapeseedsasvolatilecorrosioninhibitorsformildsteel |
| first_indexed |
2025-11-25T22:46:40Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:46:40Z |
| _version_ |
1850573342023614464 |
| fulltext |
39
Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2013. – ¹ 3. – Physicochemical Mechanics of Materials
УДК 620.197
ПРОТИКОРОЗІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ЕКСТРАКТУ ШРОТУ РІПАКУ
ЯК ЛЕТКОГО ІНГІБІТОРА АТМОСФЕРНОЇ КОРОЗІЇ СТАЛІ
О. Е. ЧИГИРИНЕЦЬ, В. І. ВОРОБЙОВА
Національний технічний університет України “КПІ”, Київ
Методом газової хромато-мас-спектрометрії визначено компонентний склад летких
фракцій ізопропанольного екстракту шроту ріпаку (родини Brassicaceae). Встановле-
но, що їх основними інгредієнтами є глікозиди, кетони, альдегіди, насичені і ненаси-
чені жирні кислоти і стероїди. Виявлено, що екстракт забезпечує високий рівень про-
тикорозійного захисту металу як леткий інгібітор корозії в умовах періодичної кон-
денсації вологи. Зафіксовано, що швидкість корозії сталі знижується зі збільшенням
його концентрації, а процес формування плівки з парової фази має пролонгований
характер. Плівка, утворена на поверхні сталі з парогазової фази екстракту, забезпе-
чує ефект післядії на рівні 90% за періодичної конденсації вологи впродовж 504 h.
Ключові слова: ізопропанольний екстракт, шрот ріпаку, леткий інгібітор, атмо-
сферна корозія, сталь.
Сьогодні особливе місце серед інгібіторів атмосферної корозії займають лет-
кі (ЛІАК), здатні захищати вироби складної форми як з чорних, так і кольорових
металів. Як ЛІАК досліджено і рекомендовано кілька тисяч сполук різних хіміч-
них класів, але більшість з них не відповідає сучасним екологічним та економіч-
ним вимогам. До того ж висунуті нові умови і до методів їх виробництва. Органі-
зувати багатостадійний синтез складно і дорого. Тому найперспективнішими є
ЛІАК, отримання яких в ідеальному випадку передбачає просте змішування ком-
понентів. Тому актуально створити леткі інгібітори атмосферної корозії, які б
відрізнялися не тільки ефективністю та екологічною безпекою, але й простою
схемою одержання.
Перспективною сировиною для створення ЛІАК є органічні речовини рос-
линного походження, оскільки природна сировина, як правило, містить велику
кількість біологічно активних речовин, процес виділення яких здебільш вигідні-
ший, ніж хімічний синтез [1–6].
Зокрема, виявлено [2, 3], що джерелом природних органічних сполук для
створення ЛІАК можуть бути відходи після одержання олії з насіння ріпаку (ро-
дини Brassicaceae). Незважаючи на багатий комплекс біологічно активних речо-
вин, шрот ріпаку майже не використовують, а частіше просто спалюють або зни-
щують іншим шляхом. У літературі також відсутня інформація про використання
шроту ріпаку та його екстрагованих сполук для створення засобів протикорозій-
ного захисту. Тому вивчали хімічний склад летких фракцій екстракту шроту рі-
паку та його інгібувальну ефективність.
Матеріали та методики. Досліджували протикорозійну ефективність екс-
тракту шроту ріпаку, утвореного під час холодного віджиму. Для екстрагування
хімічно активних речовин з рослинної сировини використали ізопропіловий спирт.
Екстракт готували, настоюючи заздалегідь подрібнену рослинну сировину в ізо-
пропіловому спирті впродовж доби за співвідношення 1 g шроту ріпаку на 10 ml
Контактна особа: О. Е. ЧИГИРИНЕЦЬ, e-mail: corrosionlife@yandex.ru
40
розчинника. Отримали рідину світло-коричневого кольору із запахом ізопропіло-
вого спирту. Тиск насиченої пари екстракту 8371,24 Ра при 20°С.
Компонентний склад летких речовин екстракту вивчали методом хромато-
мас-спектрометрії на газовому хроматографі “FINIGAN FOCUS” з капілярною
колонкою НР-5MS довжиною 30 m та діаметром 0,25 mm за таких умов: темпера-
тура інжектора +250°С; детектора +280°С; товщина фази 0,25 µm; газ-носій –
гелій; потік газоносія 1,5 ml/min; температурний режим хроматографування (про-
грама): початкова температура колонки 100°С, швидкість її нагріву (градієнт тем-
ператури) 10°С/min до 280°С; діапазон мас 30...500 а.о.м; вводили пробу з поді-
лом потоку (Split; Split Flow) 15 ml/min; об’єм проби 2 µl. Ідентифікували компо-
ненти, зіставляючи час утримування піків на хроматограмі і повних мас-спектрів
окремих компонентів з відповідними результатами для чистих сполук у бібліо-
теці мас-спектрів “NIST-5”. Відносний кількісний вміст хімічних компонентів
екстракту розраховували методом внутрішньої нормалізації площ піків без кори-
гувальних коефіцієнтів чутливості.
Протикорозійну ефективність екстракту оцінювали методом пришвидшених
випробувань за умови конденсації вологи у розчині і на паперовому носії. За пер-
шою методикою зразки зі сталі Ст3 розміщували в герметичній посудині з дисти-
льованою водою і ємністю з летким інгібітором у термокамері, в якій підтриму-
вали режим періодичної конденсації вологи (один цикл випробувань – 8 h при
40°С і 16 h при 25°С). Загальна тривалість випробувань 21 days. За другою мето-
дикою ЛІАК застосовували у складі інгібітованого паперу. Для цього крафт-па-
пір просочували інгібітором і упаковували в нього зразки, а потім – у поліетиле-
новий чохол і три доби витримували в кімнатних умовах, щоб сформувати захис-
ну плівку. Умови випроб такі самі, як і попередні.
Перед дослідженнями зразки розміром 50×20×1 mm зачищали шліфуваль-
ним папером різної зернистості, знежирювали, витримували в атмосфері пари ін-
гібіторів упродовж трьох діб. Ефективність протикорозійного захисту оцінювали
візуально, а також розраховували від’ємний масовий показник швидкості корозії
mK − та ступінь захисту Z [7, 8]. Зміну маси зразків визначали зважуванням. Про-
дукти корозії усували травленням в інгібованому 10%-му розчині HCl упродовж
1 min.
Динаміку адсорбції захисної плівки летких речовин на поверхні впродовж
5 days оцінювали за зміною електрохімічної поведінки металу, витриманого в па-
рі летких сполук екстракту. Як модельний електроліт атмосферної корозії вико-
ристали 1н Na2SO4. Для поляризаційних електрохімічних досліджень застосову-
вали установку, що складалась з потенціостата ПИ-50-1, програматора ПР-8 і мі-
шалки ММ-5. Робочим електродом був зразок сталі Ст3 площею 0,385 сm2, за-
пресований у тефлон, електродом порівняння – сульфатнозакисний, а допоміж-
ним – платиновий. Значення потенціалів перераховували за нормальною водне-
вою шкалою. Перед зняттям поляризаційних кривих електрод обробляли наждач-
ним папером різної зернистості, знежирювали ацетоном і витримували від 24 до
96 h в герметично закритій ємності об’ємом 200 ml над бюксом з 2 ml ізопропа-
нольного екстракту шроту ріпаку.
Результати та їх обговорення. У леткій фракції ізопропанольного екстрак-
ту шроту ріпаку методом хромато-мас-спектрометрії виявлено 20 сполук (рис. 1 і
табл. 1), серед яких домінують глікозиди (27% від усіх ідентифікованих летких
сполук): сахароза, гуанозин, ксантозин; бузковий альдегід (12%), кетон-3,5-диме-
токсиацетофенон (11%), стероїди (β і γ-ситостерол, кампестерол тощо), а також
насичені і ненасичені жирні кислоти (34%), представлені пальмітиновою, олеїно-
вою, лінолевою і оцтовою кислотами. У мінімальній кількості (3%) містяться ал-
41
калоїди (піролідин, 1-(1-оксо-7, 10-гексадекадієніл і 2-піролідин, 1-(9-октадеце-
ніл) та близько 4% деяких терпенів (дигідродіосгенін і ергоста-5,22-дієн-3-ол).
Більшість з них відомі як інгібітори корозії для різних середовищ і часто – основ-
ні компоненти їх композицій.
Рис. 1. Хроматограма ізопропанольного
екстракту шроту ріпаку
(Rab – відносне утримання).
Fig. 1. Chromatogram of volatile
compounds of 2-propanol extract cake oil
rapeseed (Rab – relative abundance).
Таблиця 1. Компонентний склад летких речовин
ізопропанольного екстракту шроту ріпаку
Назва компонента Час утримання t, min
Гуанозин 8,41
Сахароза 8,57
Ксантозин 8,62
3,5-диметоксиацетофенон 9,28
Бузковий альдегід 10,21
Оцтова кислота 10,56
n-циклогексил-4-гідроксибутирамід 15,14
Гексадеканова кислота 16,63
Октадекадієнова кислота 16,67
Олеїнова кислота 17,81
Піролідин, 1-(1-оксо-7, 10-гексадекадієніл) 18,23
2-піролідин, 1-(9-октадеценіл) 19,66
Етанамін, 2,2’-оксібіс[N,N-диметил]- 22,97
Дигідродіосгенін 23,01
Кампестерол 23,37
γ-ситостерол 23,93
β-ситостерол 24,56
Ергоста-5,22-дієн-3-ол 25,73
Аналіз результатів пришвидшених корозійних випробувань (табл. 2) свід-
чить, що леткі фракції екстракту захищають сталь від корозії в умовах періодич-
ної конденсації вологи під час застосування його як із парової фази, так і у вигля-
ді інгібітованого паперу: ступінь захисту близько 94 та 93% відповідно. Слід за-
уважити, що обробка зразків у паровій фазі індивідуального ізопропанолу не під-
вищує корозійну тривкість металу.
Появу перших слідів корозії на поверхні металу без оброблення зафіксовано
на п’яту добу, а після обробки леткими фракціями шроту ріпаку із парової фази
42
та загортання в інгібітований папір – після 10 та 15 days відповідно. Слід відміти-
ти, що ефективність летких речовин екстракту залежить також і від об’ємного
співвідношення інгібувального компонента в замкнутому просторі або в носії –
інгібітованому папері.
Таблиця 2. Швидкість корозії та ступінь захисту сталі Ст3
(періодична конденсація вологи, 40°С)
Спосіб застосування
ЛІАК
Умови використання
інгібітора (ml)
Швидкість корозії
mK − , g/(m2⋅h)
Z,
%
0,5 0,0734 70,4
1 0,0196 92,1
2 0,0189 92,3
3 0,0159 93,6
Обробка в паровій фазі У замкнутому
об’ємі (100 ml)
4 0,0150 93,9
1:1 0,0972 60,8
3:1 0,0832 66,4
6:1 0,0634 74,4
Інгібітований папір*
За співвідношень
інгібітор:
ізопропанол
1:0 0,0165 93,3
Без інгібіторa – 0,2481 –
*Різну концентрацію інгібітора в папері досягали, розводячи його ізопропанолом та про-
сочуючи паперову основу.
Встановили, що швидкість корозії сталі зменшується зі збільшенням об’єм-
ного співвідношення ізопропанольного екстракту шроту ріпаку (табл. 2). Щоб
забезпечити надійний захист металу, достатнє співвідношення об’єм інгібітора:
об’єм замкнутого простору 1:100. Високий рівень (70,4%) протикорозійного за-
хисту сталі за результатами пришвидшених випробувань досягають вже за спів-
відношення 0,5:100. Однак перші корозійні ураження на поверхні зразків зафік-
совані дещо раніше – на восьму добу. Зі збільшенням вмісту екстракту до 2; 3 та
4 ml на 100 ml замкнутого об’єму суттєвого підвищення інгібувальної ефектив-
ності не виявили.
Для визначення оптимального дозування ЛІАК у пакувальному матеріалі
оцінювали протикорозійні властивості зразків інгібітованого паперу з різним
вмістом ізопропанольного екстракту. Недостатній захист зафіксовано за співвід-
ношень інгібітор:ізопропанол 1:1 та 3:1. Ступінь захисту при цьому становить
60,8 та 66,4% відповідно. Збільшуючи об’єм інгібувального складника паперу
(6:1 та 1:0), можна попередити появу корозійних уражень упродовж всього термі-
ну експерименту (21 days). Ступінь захисту 74,4 та 93,3% відповідно (табл. 2).
Досліджували електрохімічну поведінку сталі в 1н Na2SO4 після формування
захисної плівки упродовж 48 h за різного вмісту інгібітора в замкнутому об’ємі
(рис. 2 і табл. 3). Під час використання екстракту шроту ріпаку за співвідношення
інгібітора до об’єму, меншого від 0,1:100, кінетика анодної та катодної електрод-
них реакцій майже не змінюється. З його збільшенням до 0,35:100 безструмовий
потенціал зсувається в бік позитивних значень на 0,07 V.
Оброблення зразків леткими фракціями екстракту за вмісту інгібітора 1:100
сприяє значному зсуву безструмового потенціалу в бік позитивних значень (Е =
= –0,23 V) та зростанню анодної поляризованості електрода (табл. 3). За подаль-
43
шого підвищення об’єму інгібітора до 1,25 та 2,5 на 100 ml замкнутого об’єму кі-
нетика електродних реакцій майже не змінюється.
Рис. 2. Fig. 2. Рис. 3. Fig. 3.
Рис. 2. Поляризаційні криві сталі Ст3 в 1н Na2SO4 без (1) і з плівкою, сформованою
після 48 h у паровій фазі ізопропанольного екстракту шроту ріпаку за співвідношення
інгібітора до об’єму (100 ml): 0,1 (2); 0,35 (3); 0,75 (4); 1,0 (5); 1,25 (6); 2,5 (7).
Fig. 2. The polarization behaviour of mild steel in 1n Na2SO4 without (curve 1) and with film
formed after 48 h in the vapour phase of extract cake oil rapeseed at the ratio
of inhibitor to volume (100 ml): 0.1 (2); 0.35 (3); 0.75 (4); 1.0 (5); 1.25 (6); 2.5 (7).
Рис. 3. Поляризаційні криві сталі Ст3 в 1н Na2SO4 без (1) і з плівкою, cформованою після
24; 48; 72 та 96 h (криві 2–5) у паровій фазі ізопропанольного екстракту шроту ріпаку.
Fig. 3. Polarization behaviour of mild steel in 1n Na2SO4 without (curve 1) and with film formed
after 24; 48; 72 and 96 h (curves 2–5) in the vapour phase of extract cake oil rapeseed.
Таблиця 3. Характеристики поляризаційних кривих сталі Ст3 в 1н Na2SO4
з плівкою, сформованою упродовж 48 h у паровій фазі
ізопропанольного екстракту шроту ріпаку
Коефіцієнт Тафеля, VКількість інгібітора (ml)
на 100 ml замкнутого об’єму
Безструмовий
потенціал, V ba bc
Icorr,
µA/cm2
Z,
%
Без інгібітора –0,41 0,09 0,15 9,89 –
0,1 –0,36 0,09 0,16 5,41 45,3
0,35 –0,34 0,09 0,16 5,06 48,8
0,75 –0,30 0,10 0,16 4,01 59,5
1,0 –0,23 0,12 0,16 3,01 69,5
1,25 –0,23 0,12 0,16 3,02 69,5
2,5 –0,23 0,12 0,16 3,01 69,5
Оскільки плівка з газопарової фази формується впродовж деякого часу, до-
сліджували вплив часу експозиції зразка зі сталі Ст3 у паровій фазі екстракту на
кінетику електродних реакцій. Після обробки металу леткими фракціями екс-
тракту вже після 24 h безструмовий потенціал зсувається в бік позитивних зна-
чень (Е = –0,23 V) (рис. 3 і табл. 4). Коефіцієнти Тафеля ba вказують на зміну ме-
ханізму анодного розчинення металу, а збільшення поляризованості електрода
свідчить про гальмування анодної реакції корозії.
Зі зростанням часу обробки металу леткими сполуками екстракту до 48 h
інгібувальна ефективність збільшується максимально (Z = 69,5%), що вказує на
44
насичення поверхні інгібітором і встановлення найміцнішого зв’язку між інгібі-
тором і металом. Дифузійні струми відрізняються несуттєво, що свідчить про не-
відчутний вплив інгібітора на швидкість катодної реакції відновлення кисню. З
подальшим збільшенням витримки до 72 та 96 days протикорозійна ефективність
дещо падає. При цьому ступінь захисту (за поляризаційними кривими) становить
65,4 і 61,4% відповідно. Це, ймовірно, пов’язано з конкуруючим характером ад-
сорбції різних компонентів екстрактивної частини, що призводить до десорбції
деяких сполук з поверхні.
Таблиця 4. Характеристики поляризаційних кривих сталі Ст3 в 1н Na2SO4
після формування захисної плівки у паровій фазі
ізопропанольного екстракту шроту ріпаку
Коефіцієнт Тафеля, V Час
витримки, h
Безструмовий
потенціал, V ba bc
Icorr,
µA/cm2
Z,
%
0 –0,45 0,09 0,15 9,89 –
24 –0,27 0,11 0,16 3,54 64,2
48 –0,22 0,12 0,16 3,01 69,5
72 –0,27 0,11 0,16 3,42 65,4
96 –0,34 0,11 0,16 3,81 61,4
Важливою характеристикою плівки, сформованої на поверхні металу в парі
леткого інгібітора, є її здатність зберігати з часом свої захисні властивості (ефект
післядії) за відсутності ЛІАК у корозивному середовищі. Тому досліджували
ефект післядії плівок, утворених на металі після попереднього експонування
зразків у парі ізопропанольного екстракту шроту ріпаку. Встановили (табл. 5),
що така плівка забезпечує ефект післядії в умовах періодичної конденсації воло-
ги над водними розчинами 3% NaCl та 1н Na2SO4. Зокрема, зразки оброблені па-
рою ЛІАК, залишались без корозійних уражень упродовж 5 та 9 days, а швид-
кість корозії становила 0,0356 та 0,0188 g/(m2⋅h) відповідно.
Таблиця 5. Ефект післядії плівок, сформованих на сталі Ст3
із парової фази ізопропанольного екстракту шроту ріпаку
(тривалість формування 120 h, експерименту – 504 h)
Умови випробувань
Швидкість корозії
mK − , g/(m2⋅h)
Z,
%
В паровій фазі екстракту
шроту ріпаку 0,0356 90,3
3% NaCl
Без інгібітора 0,3663 –
В паровій фазі екстракту
шроту ріпаку 0,0188 91,8
Періодична
конденсація
вологи
1н Na2SO4
Без інгібітора 0,2346 –
ВИСНОВКИ
Встановлено, що основними компонентами газопарової частини ізопропа-
нольного екстракту шроту ріпаку є глікозиди: сахароза, гуанозин, ксантозин; буз-
ковий альдегід, кетон-3,5-диметоксиацетофенон, стероїди, а також насичені і не-
насичені жирні кислоти (34%) (пальмітинова, олеїнова, лінолева і оцтова). За ре-
45
зультатами пришвидшених випробувань в умовах вологої атмосфери та поляри-
заційних досліджень у модельному електроліті виявили, що екстракт забезпечує
високий рівень протикорозійного захисту металу за використання як із парової
фази, так і на носії – інгібітованому папері. Швидкість корозії сталі зменшується
зі збільшенням його концентрації. Мінімальною та достатньою для стабільного
протикорозійного захисту є концентрація 1 ml інгібітора для 100 ml замкнутого
об’єму на 10 сm2 поверхні металу.
Формування плівки з максимальними захисними характеристиками закінчу-
ється після 48 h експонування сталі Ст3 в парі летких сполук екстракту. Вона
забезпечує ефект післядії в умовах періодичної конденсації вологи над водними
розчинами 3% NaCl – до п’яти діб, в 1н Na2SO4 – до дев’яти діб.
РЕЗЮМЕ. Методом газовой хромато-масс-спектрометрии установлен компонент-
ный состав летучих фракций изопропанольного экстракта шрота рапса (семейства Brassi-
caceae). Установлено близко 20 компонентов, основными из которых являются гликози-
ды, кетоны, альдегиды, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты и стероиды. Вы-
явлено, что экстракт обеспечивает высокую степень противокоррозионной защиты ме-
талла как летучий ингибитор коррозии в условиях периодической конденсации влаги. За-
фиксировано, что скорость коррозии стали снижается с увеличением его концентрации, а
процесс образования пленки из паровой фазы имеет пролонгированный характер. Пленка,
формируемая на поверхности стали из парогазовой фазы экстракта, обеспечивает эффект
последействия на уровне 90% в течение 504 h в условиях периодической конденсации
влаги.
SUMMARY. The volatiles of ethanol extract of cake oil rapeseed (Brassica napus) were
analysed by gas chromatography-mass spectrometry. In total, 20 volatiles were identified with
glycosides, ketone, alkaloid, aldehyde being the major components. The results show that
extract of oil cake rapeseed is a good volatile inhibitor of corrosion in simulated atmospheric
water. Effect of immersion time the steel in volatile phase of inhibitor on inhibition effectiveness
was studied and discussed. It was found that the rate of corrosion of steel decreases with in-
creased concentration of isopropanol extract of oil cake rape seed, and the process of film for-
mation from the vapour phase is prolonged nature. The film formed from the steel surface from
the vapour-gas phase of the extract provides this afteraction effect on the level of 90% for 504 h
under periodic moisture condensation.
1. Чигиринец Е. Э., Воробьева В. И., Гальченко Г. Ю. Исследование защитной способнос-
ти пленок летучих ингибиторов коррозии, разработанных на основе растительного
сырья // Вопросы химии и хим. технологии. – 2011. – № 4 (2). – С. 273–276.
2. Чигиринець О. Е., Воробйова В. І. Визначення протикорозійної ефективності рослин-
них екстрактів // Наук. вісті “КПІ”. – 2010. – № 6. – С. 152–155.
3. Чигиринець О. Е., Гальченко Г. Ю., Воробйова В. І. Протикорозійні властивості шишок
хмелю // Там же. – 2012. – № 3. – С. 152–155.
4. Пути повышения эффективности летучих ингибиторов растительного происхождения
/ Е. Э. Чигиринец, В. И. Воробьева, Г. Ю. Гальченко, С. Ю. Липатов // Вісник Черні-
гівськ. держ. техн. ун-ту. – 2011. – № 3 (51). – С. 152–156.
5. El-Etre A. Y. and Abdallah M. Natural honey as corrosion inhibitor for metals and alloys.
II. C-steel in high saline water // Corr. Sci. – 2005. – 47, № 2. – Р. 385–390.
6. El-Etre A. Y. Inhibitor of acid corrosion of aluminum using vanillin // Ibid. – 2001. – 43,
№ 2. – Р. 1031–1039.
7. Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. – М.: Металлургия, 1976. – 470 с.
8. Кузнецов Ю. И. Современное состояние теории ингибирования коррозии металлов
// Защита металлов. – 2002. – 38, № 2. – C. 122–131.
Одержано 30.11.2012
|