Општи увод у адитиве за спречавање рђе.

Рђа је мешавина оксида и хидроксида настала на металним површинама деловањем кисеоника и воде, понекад садржи карбонате настале контактом са угљен-диоксидом у ваздуху.

На пример:

• главна гвожђа рђа је оксид гвожђа, који се углавном састоји од хидрата оксида гвожђа и хидроксида гвожђа, обично је црвене боје.
• Бакарна рђа се углавном састоји од основног бакарног карбоната, који је главна компонента зелене рђе која се ствара на површини бакра. То је неорганско једињење са хемијском формулом Цу₂(ОХ)₂ЦО₃.

Проблем корозије метала је распрострањен у разним привредним гранама. Корозија метала може у великој мери оштетити перформансе и робну вредност металних производа, па чак и изазвати велике кварове, што доводи до распада опреме. Да би избегли рђање, људи су усвојили различите методе, а уље за заштиту од рђе је најчешћи метод заштите за заштиту метала од корозије. У индустријским областима, рђи гвожђа и челика треба посветити највећу пажњу. Рђа је изузетно озбиљан проблем који узрокује оштећења челичних производа и механичке опреме.

Овде углавном разговарамо о адитивима против рђе за челик.

 

Адитиви за спречавање рђе познати су и под неколико других имена, укључујући:

 

• Адитив за ани-рђу
• Инхибитор рђе
• Адитиви који спречавају корозију
• Адитив за спречавање корозије
• Инхибитори рђе и корозије

 

Кратка историјаАдитиви за спречавање рђе

 

• У почетку су људи користили путер, ланолин и нафтне липиде за превенцију рђе метала
• Тридесетих година прошлог века постепено су се развијали синтетички инхибитори рђе. Појавили су се инхибитори рђе растворљиви у петрол сулфонат у уљу, а затим карбоксилне киселине као што су алкил или алкенил јантарна киселина и инхибитори рђе киселог фосфата. Инхибитори рђе типа карбоксилне киселине, као што су алкил или алкенил јантарна киселина, били су широко коришћени у турбинском уљу.
• После Другог светског рата, уље против рђе и адитиви против рђе су се брзо развили и широко су коришћени у спречавању рђе металних производа.
• Током 1950-их, појавили су се бројни инхибитори рђе као што су естри полиола масних киселина, органски амини, соли органских амина, хетероциклична једињења, оксидована нафтна уља, оксидовани парафински восак и његове металне соли и бензотриазол

 

Како функционише адитив против рђе?

Инхибитори рђе су углавном поларне супстанце, а њихову молекуларну структуру карактерише:

• Један крај је високо поларна функционална група са хидрофилним својствима, а јачина поларитета утиче на превенцију рђе;

• Други крај је неполарна алкил група са хидрофобним својствима, а дужина алкилног ланца такође утиче на његову отпорност на рђу.

 

Када нафтни производи који садрже инхибиторе рђе дођу у контакт са металима, поларне групе у молекулима инхибитора рђе имају јаку адсорпциону силу на површини метала, формирајући чврсти једномолекулски или вишемолекулски заштитни слој на површини метала, спречавајући корозивни медијум. да не дођу у контакт са металом и тако играју улогу у превенцији рђе.
Инхибитори рђе такође имају растворљиво дејство на воду и неке корозивне супстанце. Растварањем ових супстанци у мицелама, оне делују дисперзивно или деактивирајуће на корозивне материје, чиме се елиминише ерозија метала корозивним супстанцама. Наравно, инхибитори алкалне рђе такође имају неутрализујући ефекат на киселе супстанце, спречавајући метале да кородирају киселинама.

 

Постоје две врсте адсорпције инхибитора рђе на металним површинама:физичка адсорпцијаихемијска адсорпција:

 

• Дипол поларних молекула инхибитора рђе подлеже електростатичком привлачењу са површином метала, формирајући физичку адсорпцију, као што су сулфонати;
• Ако адсорбовани молекули могу хемијски да реагују са металима, формира се хемијска адсорпција, као што је алкенилсукцинска киселина.

Главне врсте инхибитора рђе

Обично коришћени инхибитори рђе су подељени у пет категорија на основу њихове структуре:

 

• сулфонати
• карбоксилне киселине и деривати карбоксилне киселине
• естри
• органски фосфати и соли
• органски амини
• и хетероциклична једињења.

сулфонат

сулфонатје рани инхибитор рђе који се користи.

 

• Према извору сировина, може се поделити на нафтне сулфонате и синтетичке сулфонате;

• Према врсти метала, може се поделити на баријум-сулфонат, калцијум-сулфонат, магнезијум-сулфонат, натријум-сулфонат и цинк-сулфонат.

• Калцијум сулфонат је најчешће коришћени сулфонат као детерџент, а затим магнезијум сулфонат. Баријум сулфонат је најчешће коришћени сулфонат као инхибитор рђе, а следе натријумове и калцијумове соли. Поред металних сулфоната, постоје и амонијумове соли;

• Према базном броју, може се поделити на неутралне сулфонате и сулфонате на бази.

 

Метални сулфонати обично бирају соли баријума, калцијума или натријума. Ова поларна једињења могу побољшати отпорност на рђу и влажне металне површине и формирати потпунији и уједначенији премаз. Сулфонати имају афинитет према металима и могу уклонити воду са површине метала. Метални сулфонати такође помажу у растварању воска и оксидованог воска у течностима.

Баријум сулфонати калцијум сулфонат обезбеђују најбоље перформансе дренаже, док је натријум сулфонат најпогоднији за производњу емулгованих инхибитора рђе (на бази воде).

Метални сулфонати имају хидрофилну (поларну) главу, хидрофобни (неполарни) реп који се лепи (хемијски адсорбује) на површину метала и продужени реп који се удаљава од метала и обезбеђује заштитни филм. Сами метални сулфонати представљају баријеру између металне површине и спољашњег окружења.

Хидрофобни реп воска или оксидисаних молекула воска заплиће се са молекулима сулфоната, формирајући мембрану која је јача и хидрофобнија од сулфоната или самог воска.

На пример, у истом окружењу за тестирање
Растварач који садржи 10% сулфоната или оксидованог воска може обезбедити 30 дана заштите од корозије у влажној кутији;
Међутим, комбинација 10% воска и сулфоната може да обезбеди преко 60 дана заштите од корозије у влажној кутији.

 

Натријум сулфонатима својства против рђе и емулгирања и обично се користи у емулгованим уљима (течностима) против рђе. Користи се за превенцију рђе током производних процеса и игра улогу у подмазивању, хлађењу, превенцији рђе и чишћењу течности за сечење метала.
Генерално, што је већа молекулска тежина натријум сулфоната, то су боље његове перформансе у превенцији рђе.

 

Баријум нафтни сулфонатје најранији и најчешће коришћени инхибитор рђе у Кини. Има добру превенцију рђе, одличну отпорност на корозију на различите метале, као и одличне перформансе истискивања воде и неутрализације киселине, посебно изузетну отпорност на корозију слане воде.

 

Генерално, неутрални, нискобазни или средње-базни сулфонати се користе као инхибитори рђе. Сулфонати са високом базом се често користе као детерџенти у моторном уљу, имају улогу неутрализације и детерџента. То је зато што што је виша базна вредност сулфоната, то су лошије њихове карактеристике против рђе.

 

Однос између основног броја и перформанси против рђеКалцијум сулфонат.

 

Ставка	Укупан базни број, мгКОХ/г	Дани за превенцију рђе
Калцијум петролеум сулфонат А	0	﹥50
Синтетички калцијум сулфонат Б	0	﹥50
Калцијум петролеум сулфонат Ц	22	﹥50
Синтетички калцијум сулфонат Д	27	﹥50
Калцијум петролеум сулфонат Е	305	14
Синтетички калцијум сулфонат Ф	400	8

Динонил нафтален сулфонатје још једна врста синтетичког сулфоната, који се може класификовати у неколико типова: баријумова со, калцијумова со, цинкова со и амонијумова со.

 

 

Баријум динонил нафтален сулфонатима добру растворљивост у уљу и отпорност на рђу, али његова отпорност на слану воду није тако добра као код баријум петролеј сулфоната. Његова употреба је слична употреби баријум петролеум сулфоната, а посебно је погодна за модулацију уља за заштиту од рђе тврдог филма и меког филма. Такође се обично користи за подмазивање масти и важан је тип инхибитора рђе.

Неке баријумове соли динонил нафтален сулфоната такође имају својства против емулгирања, као што су неутралне соли баријума динонил нафтален сулфоната.

 

Карбоксилне киселине, карбоксилатне соли и њихови деривати

Дуголанчане масне киселинеимају одређени степен отпорности на рђу, а соли метала масних киселина обично имају јачу отпорност на рђу од оригиналних масних киселина.

Инхибитори рђе типа карбоксилне киселине имају добру отпорност на влагу, а ефекат теста изложености ламела је такође добар, али им недостаје учинак неутрализације киселине и слаба је отпорност на корозију на олово и цинк.
Његове металне соли имају добру отпорност на корозију метала.
Већина карбоксилних киселина или металних соли карбоксилне киселине имају слабу отпорност на слану воду и истискивање воде.

Постоји много инхибитора рђе на бази карбоксилне киселине, а њихов учинак значајно варира у зависности од структуре. Нонилфеноксисирћетна киселина је инхибитор рђе црног метала са добром растворљивошћу у уљу, а њене соли амина и соли имидазолина су такође добри инхибитори рђе;

На пример,Н-олеоил саркозини његова октаамонијумова со имидазолинска со такође су ефикасни инхибитори рђе за гвожђе и обојене метале. То су инхибитори рђе монокарбоксилне киселине, као и инхибитори рђе који садрже две карбоксилне киселине. Главни представник и широко коришћен инхибитор рђе који садржи две карбоксилне киселине је алкенил или алкил јантарна киселина, углавномдодеценил сукцинска киселина. Његове карактеристике су добра отпорност на рђу, мала доза и неосетљивост на воду. Углавном се користи у турбинском уљу, а такође се широко користи у хидрауличком уљу и уљу за шину.

Међу инхибиторима карбоксилатне рђе важнији су ониЦинк нафтенатиЛанолин магнезијум сапун. Цинк-нафтенат има добру растворљивост у уљу и има ефекте спречавања рђе и на црне и на обојене метале. Обично се користи у комбинацији са баријум петролеум сулфонатом у дози од 2% до 3% (масених)) за заптивање уља за спречавање рђе.

 

Естери

Адипинска киселина и бензојева киселина имају ефекте против рђе у води. Ако су естерификовани, могу се добити агенси против рђе растворљиви у уљу.

 

Репрезентативни производи укључујусорбитол моноолеат(Спан-80), пентаеритритол моноолеат, додеценилсукцинат и ланолин.

распон{0}}је уобичајено коришћен инхибитор рђе и сурфактант који комбинује превенцију рђе и својства емулговања. Има добре резултате у тестовима ламела и има својства отпорности на влагу и истискивање воде. Користи се у разним уљима за заптивање и сечење.

The rust resistance of different fatty acid sorbitol esters varies, generally oleic acid esters>stearic acid esters>естри лауринске киселине.

Учинак моноестара и триестара у превенцији рђе је сличан, а различити естри имају одређену корозивност за олово.

У поређењу са триестрима, моноестри имају већу корозивност за цинк.

Полу естар додеценилсукцинске киселинеима добра својства за спречавање рђе и анти-емулзификацију и погодно је за турбинско уље против оксидације и рђе.

Ланолинје сложена липидна супстанца коју лучи тело овце и везана за вуну. Пре предења, вуна мора бити одмашћена и опрана да би се уклонио ланолин. Из раствора за чишћење извадити, дезодорисати и обезбојити, а након сушења добити жуто-браон масну супстанцу, односно ланолин, који се може користити као инхибитор рђе.
Ланолин је природна маст која се, иако древни инхибитор рђе, и данас широко користи. Ланолин није само средство против рђе, већ је и материјал који ствара филм за меко филмско уље против рђе.
Нискотемпературне карактеристике и адхезија ланолина и његових деривата као инхибитора рђе су одличне. Ланолин има антиоксидативну способност за ваздух, добру стабилност премаза, а такође има карактеристике емулгаторске моћи и задржавања воде.
Због јаке хигроскопности и лоше растворљивости ланолина у растварачу, хидроксилна вредност се може смањити у границама несмањене отпорности на рђу.
Инхибитори рђе на бази ланолина генерално показују добру отпорност на рђу, посебно у морској и сланој води, са одличном отпорношћу на корозију. Међутим, они имају јак афинитет према металима и лоше перформансе одмашћивања.
Комбинацијом ланолина и сулфоната може се постићи одлична својства превенције рђе и одмашћивања захваљујући синергистичком ефекту. Прављење металног сапуна од ланолина може побољшати истискивање воде и померање зноја руку, а може се користити и за производњу уља за заштиту од рђе.

Органски фосфат и његове соли

Органски фосфати су углавном ортофосфати, фосфити и фосфонати.Ортофосфатсе углавном користи као инхибитор рђе.

Инхибитори рђе фосфатног типа укључују:

Једнострука или двострука со додецил фосфата додекоксипропил изопропаноламина, која има антиоксидативна својства, спречава рђу и хабање;
Алкил имидазолин фосфатна со има својства отпорности на рђу и хабање.
Фосфатни естри се такође могу користити као адитиви против хабања под екстремним притиском и често се користе у мазивима и уљима за обраду метала. Може да произведе одличне ефекте превенције рђе када се користи у комбинацији са нафтним сулфонатима и моноестрима анхидрида сорбитола.
Органски амини, њихове соли и хетероциклична једињења
Често коришћене соли амина у Кини укључујуН-олеинска киселина саркозин октадециламинска соихептаденил имидазолин сукцинат. Инхибитори рђе органских амина имају добру отпорност на влагу, померање воде и својства неутрализације киселине, али резултати теста на кутији са стотину листова су лоши, са већом корозијом за олово и извесном корозијом за бакар и цинк. Када се примењује, треба бити опрезан.
бензотриазолје најчешће коришћени инхибитор рђе међу хетероцикличним једињењима. То је одличан инхибитор корозије и средство против промене боје за обојени бакар и његове легуре, а такође има и одређени ефекат спречавања рђе на челик.

 

Међутим, бензотриазол је нерастворљив у минералном уљу и растворљив у води. Генерално, када се додаје минерално уље, треба додати ко-растварач: може се прво растворити у етанолу, пропанолу или бутанолу, а затим додати минералном уљу; Такође се може растворити у ко-растварачима као што су бутил фталат, диоктил фталат, трибутил фосфат или крезил фосфат пре додавања минералног уља.

Хетероциклична једињења такође укључују хетероциклична једињења која садрже азот, као нпр1,3,4-тиадиазол и његови деривати. Молекуларна структура ових једињења је релативно компактна. Када се адсорбује на металне површине, корисно је за повећање чврстоће уљног филма и ефикасно инхибирање корозије сумпорних и фосфорних елемената у уљу за подмазивање. Као класа хетероцикличних једињења која садрже азот, 1,3,4-тиадиазол и његови деривати, усамљени пар електрона хетероатома у молекулу може хемијски да се адсорбује са металима, формирајући густ уљни филм за пасивизацију филма на површини метала . Овај пасивациони филм може изоловати каталитичко разлагање метала и спречити киселе производе од корозије метала, тако да се може користити као антикорозивни адитив за уље за подмазивање.