咪唑啉緩蝕劑第1頁(yè)，共21頁(yè)。優(yōu)選咪唑啉緩蝕劑第2頁(yè)，共21頁(yè)。目錄前言緩蝕劑概述咪唑啉類緩蝕劑的結(jié)構(gòu)及特性咪唑啉類緩蝕劑的合成咪唑啉類緩蝕劑的緩蝕機(jī)理展望第3頁(yè)，共21頁(yè)。前言

腐蝕是困擾工業(yè)發(fā)展的一個(gè)極為突出的問(wèn)題。在眾多的防腐蝕方法中,緩蝕劑因具有經(jīng)濟(jì)、高效、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在石油、石化、鋼鐵、電力和建筑等領(lǐng)域,發(fā)揮著極其重要的作用。

緩蝕劑研究正向的目標(biāo)發(fā)展。近年來(lái),隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),緩蝕劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)的要求,而傳統(tǒng)緩蝕劑往往對(duì)環(huán)境有一定危害。

高效、多功能、無(wú)公害第4頁(yè)，共21頁(yè)。

咪唑啉緩蝕劑無(wú)毒、無(wú)刺激性氣味,對(duì)人體及周圍環(huán)境沒(méi)有危害,屬于環(huán)境友好型緩蝕劑。

而且咪唑啉緩蝕劑在各種酸性介質(zhì)中均具有較好的緩蝕性能，可通過(guò)覆蓋效應(yīng)和提高腐蝕反應(yīng)的活化能來(lái)防止氧氣和二氧化碳對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕,是一種有效的防腐產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于石油、天然氣等工業(yè)生產(chǎn)，

其本身也朝著新型、高效、低用量、低毒、環(huán)保型的方向發(fā)展。

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本文主要對(duì)咪唑啉類緩蝕劑的合成、影響其產(chǎn)率的因素以及緩蝕機(jī)理進(jìn)行評(píng)述，并介紹了其發(fā)展趨勢(shì)。第6頁(yè)，共21頁(yè)。1緩蝕劑概述

緩蝕劑:緩蝕劑是一種當(dāng)它以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境中時(shí)，可以防止或減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物。緩蝕作用:緩蝕劑添加于腐蝕介質(zhì)中能大大降低金屬腐蝕速率的現(xiàn)象。緩蝕效率(簡(jiǎn)稱IE)：V0：未加入緩蝕劑時(shí)金屬的腐蝕速率V：加入緩蝕劑后金屬的腐蝕速率緩蝕效率越大，緩蝕劑的阻礙或延緩腐蝕的效果就越好第7頁(yè)，共21頁(yè)。a.單功能型緩蝕劑b.多功能型通用緩蝕劑c.高效低毒型緩蝕劑d.雜環(huán)型緩蝕劑e.低聚或縮聚型緩蝕劑僅對(duì)鋼鐵類黑色金屬材料制品具有緩蝕性能，而對(duì)多種非鐵金屬，尤其是兩種金屬的連接處，則有不同程度的腐蝕幾種已經(jīng)研制成功的緩蝕劑的特點(diǎn)：不僅能對(duì)銅及銅合金具有良好的緩蝕性能，而且對(duì)鐵、鋅、鎘、銀等金屬具有良好的緩蝕效果具有變廢為寶、成本低廉、低毒或無(wú)毒等特點(diǎn)具有多功能、高效性、適應(yīng)性強(qiáng)、低毒性等優(yōu)點(diǎn)具有低毒、多個(gè)緩蝕基團(tuán)、高效多功能等特點(diǎn)第8頁(yè)，共21頁(yè)。表1緩蝕劑的物理性質(zhì)項(xiàng)目名稱質(zhì)量指標(biāo)外觀淡黃色或無(wú)色液體密度(20℃)(g·cm－3)0.95～1.05pH值＞9.0凝固點(diǎn)(℃)－10.0℃粘度(40℃)(mm2·s－1)

48.8第9頁(yè)，共21頁(yè)。2咪唑啉類緩蝕劑的結(jié)構(gòu)及特性

咪唑的二氫取代被命名為咪唑啉，咪唑啉學(xué)名為間二氮雜環(huán)戊烯，其五元雜環(huán)中含有兩個(gè)互為間位的氮原子及一個(gè)雙鍵，雜環(huán)大小與咪唑一致。咪唑和咪唑啉類緩蝕劑的結(jié)構(gòu)如圖1所示

。（1）咪唑（2）咪唑啉類咪唑啉及其衍生物的性質(zhì)主要取決于其母體環(huán)和1、2位取代基的情況。咪唑啉及其衍生物毒性低較、易于生物降解，并且具有一定的抑制硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的作用第10頁(yè)，共21頁(yè)。

咪唑啉的性質(zhì)：白色針狀固體或白色乳狀液體，性質(zhì)不穩(wěn)定，在室溫條件下有水存在時(shí)，一夜就可轉(zhuǎn)化為酰胺。在咪唑啉合成時(shí)，減壓脫水過(guò)程必須避免與空氣接觸，否則產(chǎn)品顏色很快變深。

咪唑啉類緩蝕劑的突出特點(diǎn)是：當(dāng)金屬與酸性介質(zhì)接觸時(shí)，它可以在金屬表面形成單分子吸附膜，改變氫離子的氧化還原電位；也可以絡(luò)合溶液中的某些氧化劑，達(dá)到緩蝕的目的。性質(zhì)：第11頁(yè)，共21頁(yè)。通過(guò)四乙烯五胺同脲或硫脲反應(yīng)制備的咪唑啉酮和咪唑啉二硫脲以及咪唑啉的多硫化合物

咪唑啉類緩蝕劑品種很多，如：咪唑啉的季銨鹽咪唑啉的葵二酸鹽、油酸鹽以及油酸鹽和二聚酸鹽的混合物

咪唑啉類緩蝕劑舉例第12頁(yè)，共21頁(yè)。3咪唑啉類緩蝕劑的合成

咪唑啉一般由有機(jī)酸和二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺在有機(jī)溶劑中進(jìn)行縮合反應(yīng)得到。其反應(yīng)式如下：反應(yīng)中所生成的水不利于反應(yīng)進(jìn)行。原因:一,從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度,生成的水不利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行,使反應(yīng)速度減緩;二,水的存在促使生成產(chǎn)物水解以及其他副反應(yīng)的進(jìn)行,導(dǎo)致產(chǎn)品純度下降。所以合成咪唑啉類緩蝕劑首先需要脫水處理。3.1咪唑啉類緩蝕劑的合成工藝第13頁(yè)，共21頁(yè)。一般脫水方法有兩種：（1）真空法。該法中反應(yīng)物在較低壓力下混合加熱，在完成第一步脫水后，再升溫降壓，除去水分，并完成第二步脫水。（2）溶劑法。這種方法是指以甲苯或二甲苯為攜水劑，第一步脫水在常壓下進(jìn)行，通過(guò)苯或二甲苯與水共沸將水從反應(yīng)容器中帶出，從而推動(dòng)脫水反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)?shù)谝徊矫撍瓿珊?，再減壓升溫完成環(huán)化脫水的過(guò)程。第14頁(yè)，共21頁(yè)。舉例：王建華、舒福昌等合成了一系列咪唑啉類緩蝕劑。朱馴、周秀芹等合成了環(huán)烷基咪唑啉衍生物。伍平凡、胡揚(yáng)根等一次性合成了6種未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的咪唑啉酮衍生物?？岛暝坪屠钌平ê铣闪藘尚噪x子咪唑啉衍生物和陽(yáng)離子咪唑啉衍生物。第15頁(yè)，共21頁(yè)。

表2是幾種咪唑啉類物質(zhì)的合成工藝以及一般性質(zhì)產(chǎn)品原料條件產(chǎn)品性質(zhì)2-甲基咪唑啉乙酰胺+乙二胺鎂催化劑，加熱淡黃色固體烷基咪唑啉環(huán)烷酸+有機(jī)多胺加熱兩步縮合脫水淡黃色固體雙咪唑啉季胺鹽乙二胺+己二腈（摩爾比2：1）氯化芐催化劑，80～120℃,3～4h滴加，80～120℃,3～4h土褐色液體，能溶于乙醇、丙酮、水，有芳香油味1-二羧酸甲基-2-十七羥基咪唑啉季胺鹽混合物油酰氯+乙二胺+氯乙酸真空加熱、脫水、環(huán)化凝狀黃色物質(zhì)第16頁(yè)，共21頁(yè)。3.2咪唑啉類緩蝕劑合成的主要影響因素（1）反應(yīng)物配比。反應(yīng)物的配比主要研究的是羧酸和二元胺或多元胺之間的配比關(guān)系。合適的酸胺比應(yīng)為1:1.1～l∶1.3。（2）溫度。目前,對(duì)反應(yīng)溫度尚未達(dá)成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。但是，有這樣一個(gè)規(guī)律：

提高最高反應(yīng)溫度有利于最終反應(yīng)的進(jìn)行。溫度過(guò)低時(shí),反應(yīng)速度太慢,在一定的時(shí)間內(nèi)不能夠反應(yīng)完全;溫度太高時(shí),導(dǎo)致副反應(yīng)加快，副產(chǎn)物增多。（3）反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)物的緩蝕性能越好。（4）催化劑。第17頁(yè)，共21頁(yè)。4咪唑啉類緩蝕劑的緩蝕機(jī)理(1)物理吸附

咪唑啉季胺鹽類緩蝕劑由于存在季胺基團(tuán),其中的N+具有很強(qiáng)的正電性,可以吸附金屬表面多余的電子而形成比較穩(wěn)定的膜。所以,它是一種陽(yáng)離子緩蝕劑。(2)化學(xué)吸附

一般的緩蝕劑的成因是和極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)的性質(zhì)分不開(kāi)的。極性基團(tuán)的中心原子N、O、S等有未共用的孤對(duì)電子,而金屬表面存在空的d軌道時(shí),中心電子的孤對(duì)電子就會(huì)與金屬中的空d軌道相互作用形成配位鍵,使緩蝕劑分子吸附于金屬表面。

一般的咪唑啉類物質(zhì)就是這種供電子型緩蝕劑。第18頁(yè)，共21頁(yè)。(3)π鍵吸附

如果分子結(jié)構(gòu)中含有π電子物質(zhì)的話,它能向金屬表面空的d軌道提供電子而形成配位鍵,這就是π鍵吸附，那么π鍵吸附就是具有這樣結(jié)構(gòu)的有機(jī)緩蝕劑的吸附原因之一。

這種吸附受附近原子基團(tuán)的影響,主要與π鍵的空間位置位阻有關(guān)。第19頁(yè)，共21頁(yè)。

目前，許多學(xué)者傾向于用吸附作用機(jī)理來(lái)解釋。咪唑啉衍生物是由帶負(fù)電性O(shè)、S、N等原子為中心的極性基和以C、H為中心的非極性基所組成。咪唑啉衍生物分子通過(guò)其極性基團(tuán)的物理吸附或化學(xué)吸附作用