N-苄基乙二胺的合成及缓腐蚀应用

介绍

N-苄基乙二胺的化学式为C9H14N2，外观为无色液体。它的分子中含有氮原子等活性位点，这些活性位点可以与金属表面发生相互作用。N原子可以提供孤对电子与金属表面的空轨道形成配位键，从而吸附在金属表面。这种吸附作用可以形成一层保护膜，阻止腐蚀介质与金属表面的直接接触，从而起到缓蚀的作用。因此，它可以作为金属的缓腐蚀剂，

图一 N-苄基乙二胺

合成

将安装有冷凝管的三口烧瓶置于恒温水浴中, 加入乙二胺, 搅拌, 加入氢氧化钠调节p H值至12, 将恒温水浴调整到55℃。缓慢滴加氯化苄n (乙二胺) ∶n (氯化苄) =2.1∶1, 反应后, 进行常压蒸馏, 蒸馏出未反应的乙二胺, 得到产物N-苄基乙二胺。

图二 N-苄基乙二胺的合成

缓腐蚀性能

将一定量的乙二胺加入装有冷凝管的三口烧瓶中, 加入NaOH调节pH值为12, 在55℃下, 滴加不同摩尔的氯化苄, 滴加完后反应5 h, 得到不同乙二胺和氯化苄摩尔配比的系列N-苄基乙二胺缓蚀剂。将缓蚀剂以700 mg/L的加量加入34 g/L的盐水中, 在室温下测得缓蚀率如图三。

图三 不同反应物摩尔配比下的缓蚀率

在优选的最佳合成条件 (乙二胺和氯化苄摩尔配比为2.1∶1, pH值为12, 55℃, 反应时间6 h) 合成N-苄基乙二胺缓蚀剂, 腐蚀介质浓度为34 g/L的溶液中加入800 mg/L缓蚀剂。进行缓释性能评价。 随着温度的升高, 盐水对试片的腐蚀速率增加, 缓蚀率降低。这是由于温度增加, 也增加了溶液的对流、扩散, 使得电解液的电阻增大, 加速了阳极过程和阴极过程, 使腐蚀增加, 缓蚀率降低。随着N-苄基乙二胺缓蚀剂加量的增加, 缓蚀率呈现上升趋势, 缓蚀剂加量为800 mg/L时, 缓蚀率达到74.7%。继续增加浓度, 缓蚀率的提高幅度并不大。这可能是当缓蚀剂超过一定用量后, 其吸附在钢片表面的覆盖度不能进一步提高而造成的。

与亚硫酸钠复配

在34 g/L的盐水中, N-苄基乙二胺加量为800 mg/L, 加入不同量的亚硫酸钠, 在室温下进行腐蚀挂片实验。在N-苄基乙二胺缓蚀剂存在的介质中, 加入亚硫酸钠后, 试片的腐蚀速率明显降低, 缓蚀率提高。这是因为亚硫酸钠是一种常用的除氧剂, 氧在溶液中是有一定腐蚀的。加入亚硫酸钠后就除去了腐蚀介质中一些氧。减少了氧的腐蚀, 使得缓蚀率提高。当亚硫酸钠的加量为1 g/L时, 缓蚀效果最好, 缓蚀率为92.4%, 比单独使用缓蚀剂的缓蚀率提高了近24%, 当亚硫酸钠的加量再增加时, 则增加了腐蚀介质中的盐浓度, 使得腐蚀增加, 缓蚀率降低。所以在腐蚀介质浓度为34 g/L的溶液中, 亚硫酸钠的加量为1 g/L时, 和N-苄基乙二胺缓蚀剂复配效果最好[1]。

参考文献

[1]马启睿.N-苄基乙二胺缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究[J].应用化工,2014,43(S1):110-112+115.