双季铵盐类缓蚀剂缓蚀机理及缓蚀性能

双季铵盐类缓蚀剂中含有两个氮原子,可在金属材料表面吸附形成膜,改变金属表面状态和双电层结构,提高了腐蚀反应的活化能,产生负催化效应。同时,非极性基团在金属表面形成疏水保护膜,阻碍腐蚀反应的物质交换,从而降低金属的腐蚀速度。另外,双季铵盐是一种新型的阳离子Gemini表面活性剂,比一般的季铵盐具有低毒、广泛的生物活性和良好的水溶性等特点。根据分子结构的不同,双季铵盐分为对称型烷基双季铵盐、对称型杂环双季铵盐和不对称型双季铵盐。本文对双季铵盐类缓蚀剂的缓蚀机理以及缓蚀性能进行了分析。     

Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的合成及应用研究进展

Gemini(双子)型双季铵盐阳离子表面活性剂以其独特的结构而具有良好的表面活性、较低的临界胶束浓度(CMC)等优良的物理性能。以间隔基团的不同综述了Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的合成路线,并简要的介绍了Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂在杀菌、金属缓蚀、煤沥青润湿、乳化及作为基因和药物载体方面的应用,为Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的后续研究提供了参考。并指出要重视其合成条件的优化,以降低生产成本,扩大Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的应用范围。     

Gemini型表面活性剂在HCl溶液中的缓蚀性能研究

利用静态失重法和动态电化学方法对gemini型季铵盐缓蚀剂C10-4-C10,C12-4-C12,C14-4-C14和C16-4-C16在1mol/L HCl介质中对45#钢片的缓蚀性能进行了研究,结果表明,在1mol/L的HCl溶液中,gemini型季铵盐缓蚀剂在45#钢片表面上形成单分子层吸附,对45#钢片有优异的缓蚀性能,缓蚀率随缓蚀剂浓度增加而升高;极化曲线表明,gemini型季铵盐缓蚀剂在HCl溶液中是以抑制阴极过程为主的阴极型缓蚀剂。     

咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的研究

制备了1种咪唑啉季铵盐型缓蚀剂。通过红外光谱对自制咪唑啉季铵盐进行表征,并用挂片失重法测定了该缓蚀剂的缓蚀性能。试验结果表明：咪唑啉季铵盐同时含有酰胺和咪唑啉环结构;当缓蚀剂的加入量为1.0%（质量分数）时,缓蚀效果最好;在80 ℃条件下,符合缓蚀剂评价指标的三级标准（大于95.31%~97.07%）,发挥缓蚀作用;缓蚀时间10 h,缓蚀率还维持在88.0%以上。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用研究

综述了有机缓蚀剂的种类及缓蚀机理,并详细介绍了新型水溶性咪唑啉季铵盐类缓蚀剂的合成及在石油化工领域的应用现状。     

聚环氧氯丙烷季铵盐阳离子表面活性剂在酸洗液中对碳钢缓蚀作用的研究

以环氧氯丙烷为原料合成了聚环氧氯丙烷,并优化出最佳工艺条件,进一步季铵化得到聚环氧氯丙烷季铵盐。利用静态失重法对聚环氧氯丙烷季铵盐在硫酸酸洗液中对A3钢的缓蚀性能进行了研究。探讨了缓蚀剂浓度、酸洗温度等因素对缓蚀率的影响,聚环氧氯丙烷季铵盐阳离子表面活性剂在碳钢表面的吸附规律,发现该阳离子表面活性剂在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式。结果表明,聚环氧氯丙烷季铵盐阳离子表面活性剂具有缓蚀效率高、用量少、酸洗耗酸量低等优点,说明聚环氧氯丙烷季铵盐阳离子表面活性剂可做为一种多功能的酸洗缓蚀剂,在酸洗工业中具有广阔的应用前景。     

吗啉衍生物的制备及缓蚀性能

以十八胺、环氧氯丙烷、N-羟乙基吗啉为原料,经环氧氯丙烷的开环反应和季铵化反应合成了双(1-氯-N-羟乙基吗啉-2-羟丙基)正十八烷胺化合物,并对其结构进行了FTIR、1HNMR和13CNMR表征。采用静态失重法、环境扫描电镜、X光电子能谱仪和接触角测试仪测试了吗啉双季铵盐缓蚀剂对A3钢的缓蚀作用。失重法结果表明:吗啉双季铵盐缓蚀剂在温度为45℃,质量浓度为0.4 g/L时,缓蚀率为91.32%;XPS结果表明,吗啉双季铵盐分子在钢片表面形成薄膜,薄膜的接触角随着缓蚀剂浓度的增大而增大,在钢片表面的铺展程度逐渐减小,致密性越好,缓蚀性能越好。     

吡啶类季铵盐型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能的研究

采用吡啶类季铵盐型缓蚀剂的生产工艺流程和合成途径,以及通过其性能的研究和对其缓蚀性的评价,针对工艺优势,对其研发方向进行进一步改进和拓展。     

油田注水系统缓蚀剂评价

通过模拟油田注水系统采用高压釜装置挂片失重法,在高温高压环境下测定缓蚀剂的缓蚀效率。在不同金属材质、不同温度、不同药剂加量的情况下对氢化噻唑衍生物和季铵盐两种缓蚀剂的应用性能进行了测评。发现在高温的情况下氢化噻唑衍生物的缓蚀效果比较好。在低温的情况下季铵盐的缓蚀效果比较好。电化学测试表明,这两种缓蚀剂都属于混合型缓蚀剂。     

双（1-氯-N-羟乙基吗啉鎓-2-羟丙基）正十八烷胺的制备及其性能

以十八胺、环氧氯丙烷、N-羟乙基吗啉为原料,经过环氧氯丙烷的开环反应和季铵化反应合成双（1-氯-N-羟乙基吗啉鎓-2-羟丙基）正十八烷胺季铵盐。对其进行了FTIR、1HNMR和13CNMR结构表征, 并采用静态失重法、环境扫描电镜、X光电子能谱和接触角测试仪分析了吗啉双季铵盐缓蚀剂对A3钢的缓蚀作用。结果表明：经红外光谱与核磁表征合成目标产物;失重法结果表明,吗啉双季铵盐缓蚀剂在温度为45℃,质量浓度为0.4g/L时,缓蚀率较好;XPS结果表明吗啉双季铵盐分子在钢片表面形成薄膜,薄膜的接触角随着缓蚀剂浓度的增大而增大,在钢片表面的铺展程度逐渐减小,致密性越好。     

Inhibition Performance of Novel Dissymmetric Bisquaternary Ammonium Salt with an Imidazoline Ring and an Ester Group

In this paper, the inhibition performance of a novel dissymmetric bis-quaternary ammonium salt with an imidazoline ring and an ester group (DBAS) for Q235 steel in 2 % NaCl solution saturated with CO₂ was investigated using weight loss, the polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy methods and the quantum chemistry calculation. The results show that DBAS, which is good for the environment and have many activated centers and low E _LUMO, has a high inhibition performance for Q235 steel in 2 % NaCl solution saturated with CO₂. The inhibition efficiency of the studied corrosion inhibitor increased with increasing inhibitor concentrations. The inhibitor is a mixed-type inhibitor which inhibits both anodic and cathodic reactions.     

两种高效低成本咪唑啉类缓蚀剂的研制

为了缓解油田设备因腐蚀引起的问题,实验通过有机合成方法,用苯甲酸(油酸)和三乙烯四胺及氯化苄合成得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂,经过油酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂与苯甲酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂的复配后,通过静态失重法进行评价。结果表明这类缓蚀剂的最佳加药浓度为30 mg·L-1,此时两种酸类咪唑啉季铵盐含量比为2∶3时的缓蚀效率可以达到97.4%;主剂(苯甲酸∶油酸=2∶3)与硫脲、乌洛托品、乙酰苯胺按比例10∶5∶2∶1复配缓蚀效率可以达到98.4%,符合油田生产需求。     

油田用缓蚀剂的现状及发展趋势

添加缓蚀剂是解决油田上设备及管道防腐问题的有效途径,受到了多方的关注。本文主要叙述了油田常用的三类缓蚀剂：咪唑啉、曼尼希碱和季铵盐,并对其的缓蚀机理及应用现状做了简单的介绍,同时发现成本低、无毒害的新型绿色缓蚀剂是未来缓蚀剂的发展方向。     

盐类浓度对油酸咪唑啉季铵盐缓蚀率的影响

针对油田污水富含钙、镁、钠等盐类的现状,合成了油酸咪唑啉季铵盐,采用电化学极化法和静态失重法测试了其缓蚀性能,并采用电化学极化法考察了强酸腐蚀介质中氯化钙、氯化镁及氯化钠3种盐的浓度对该缓蚀剂缓蚀率的影响。结果表明:该缓蚀剂是一种以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂;在1mol·L-1 HCl溶液中,当缓蚀剂浓度为5mg·L-1时,N80钢片的腐蚀速率和缓蚀剂的缓蚀率趋于稳定;随着介质中盐类浓度的增大,缓蚀剂的缓蚀率逐渐减小。分析认为,缓蚀率减小的原因可能是由于介质的电导率增大,导致腐蚀速率加快。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂合成及其性能测试

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成是将油酸作为原料,利用咪唑啉季铵盐的中间体转化为咪唑啉季铵盐的水溶性液体。一般来说,可以用亚磷酸二甲酯作为中间体,加入催化剂做出水溶性的季铵盐缓蚀液。经过试验与配比,发现合成咪唑啉季铵盐,最佳的工艺温度为90℃,咪唑啉中间体和磷酸二的配比为10:8,溶剂缓蚀效率达到98.3%。     

Crystal growth inhibition of tetrahydrofuran hydrate with bis- and polyquaternary ammonium salts

Small quaternary ammonium salts, particularly with butyl or pentyl groups, have been shown previously to be good Structure II tetrahydrofuran hydrate crystal growth inhibitors. This ability has been exploited in their use as synergists for certain kinetic hydrate inhibitor polymers, and in the design of commercial gas hydrate anti-agglomerants. We have now investigated the effect of bis- and polyquaternary ammonium salts, in which all the nitrogen atoms are in the backbone of the molecule, on the crystal growth of tetrahydrofuran hydrates. The results are compared with those of monomeric quaternary compounds previously reported. The new compounds tested contain 2 to over 100 quaternary centres with various structural geometries including linear and branched polymers. The size of the alkyl groups on the nitrogen atoms was varied and contained from 2 to 6 carbon atoms. Improved performance over monoquaternary ammonium salts was obtained with both bis-quaternary and polyquaternary ammonium products. The optimal distance between the nitrogen atoms in bis-quaternary ammonium salts for best THF hydrate inhibition appears to be with a chain of 6–8 aliphatic carbon atoms.     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂改性蒙脱土/水性环氧纳米复合涂料

以油酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,合成了油酸基咪唑啉季铵盐缓蚀剂。通过FTIR、¹HNMR对其结构进行了表征,并离子交换至钠基蒙脱土(DK0)层间,制备了缓蚀剂改性蒙脱土(QACDK0)。通过XRD、TGA和UV-Vis对其结构、组成及层间缓蚀剂释放性能进行了表征。结果表明,咪唑啉季铵盐缓蚀剂约占QACDK0质量的38.96%,并将蒙脱土层间距由1.28 nm(DK0)扩大至3.98 nm(QACDK0)。利用DLS及Zeta电位对添加有QACDK0的水性环氧树脂进行了稳定性测试,其Zeta电位为–27.8 m V,具有较高的稳定性。电化学阻抗谱(EIS)测试表明,在腐蚀介质中浸泡30 d后,基于QACDK0制备的清漆漆膜仍具有2.29×10⁸?·cm²的高阻抗,表明涂层具有较好的耐腐蚀性。并且在耐中性盐雾测试中,QACDK0对应的防腐色漆耐盐雾时间最长,验证了该涂层具有良好的耐盐雾性能。     

一种新型固体缓蚀剂的合成及性能

以二聚油酸和二乙烯三胺为原料,氯乙酸为反应介质,经酰胺化、环化和季铵化反应合成了新型咪唑啉。通过正交实验研究,确定最优合成条件为:n(二乙烯三胺)∶n(二聚油酸)=1∶2.1;酰胺化时间3.5 h,季铵化时间3 h。通过红外光谱分析表明,产物为咪唑啉季铵盐,经测定其季铵盐质量分数为理论值的80%左右;通过ρ(C l-)=157 305 mg/L、CO2分压为3.5 MPa、在120℃和20 MPa条件下的油田模拟工况实验,证明该咪唑啉季铵盐对N80套管钢缓蚀率在85%以上,符合西部油田苛刻的腐蚀环境要求。