新型咪唑类表面活性剂制备及性能研究_NoRestriction.pdf

暨第25次全国涂料I业信息年会 新型咪唑类表面活性剂制备及性能研究 作者：吴振兴，刘宇，杜玉成 (北京工业大学材料科学与工程学院，北京100022) 摘要：以脂肪酸(油酸、月桂酸、硬脂酸)和二乙烯三胺为原料，采用真空脱水法合成了新型的具 有咪唑啉环状结构化合物中间体，采用氯乙酸钠溶液对中间体进行分子结构改性，制备具有 咪唑啉环结构的脂肪族铵盐。采用FT—IR对制备的中间体与铵盐进行了结构表征，通过失重 法和电化学方法对所合成新型咪唑类表面活性剂进行了缓蚀性能测试，在8％HCl溶液的腐蚀介 质中．填加60mg／L表面活性剂，其缓蚀率分别为：硬脂酸基82．50％；油酸基84．81％；月桂 酸暴95．91％，月桂基咪唑啉季铵盐缓蚀效果最好。电化学测试表明月桂酸基混合型缓蚀剂。 关键词：咪唑啉季铵盐；表面活。陛剂；缓蚀性能 O引言 1．2样品表征测试 表面活性剂是指分了中具有亲水基与疏水基，能富 FT—lR采用美国NICOLET5700红外光谱仪；电 集(吸附)于金属基材表面，使界面性质发生显著改变并 化学测试采用德国ZahnerElektrik公司的IM6ex电化 出现界面活性的物质。咪唑啉衍生物是近年来发展的一 学工作站，采用三电极体系。饱和KCI甘汞电极(ScE) 类性能优异的两JIS表面活性剂，其分了中含有阴、阳两 为参比电极，铂电极作为列电极；失重法采用四孔水浴 种离子基，具有优异的去污、起泡、乳化等,IS能，广泛 埚加热标样瓶内吊片。 应用于日化、纺织、印染等行业，其中季铵盐型阳离了 咪唑啉表面活性剂由于对钢铁、铜、铝等多种金属有优 2结果与讨论 良的腐蚀抑制性能[1，引，磺酸型咪唑啉表面活性剂对硫 2．1样品红外光谱分析 酸、盐酸、氢氟酸等强酸性溶液的腐蚀具有有效的抑制 图1为所合成样品的红外光谱，其图1a为中间体、图 600cm“ 作用[3]，因而广泛应用于酸洗、水处理、油川、机加工、 1b为盐铵盐。由图1a和图1b可以看出，在1 防锈包装等行业。这类表面活JIS剂无特殊的刺激,IS气味，附近出现了咪唑啉环的C=N的特征吸收峰(51，表明化合 736 热稳定性好，毒性低等优点。下面主要合成咪唑啉季铵 物为咪唑类化合物。由图2可知1 cm。处为CI- 盐表面活性剂及对其结构的表征，并测定其缓蚀性能以 CH2--COO一的特征吸收峰，表明所合成样品已进行了 及对其电化学机理进行分析。 季铵化。 1实验部分 1．1样品的制备 咪唑类季铵盐的合成分两步进行，先将有机羧酸 RCOOH(分别为油酸、月桂酸、硬脂酸)和二乙烯三胺按 1：1．3摩尔比放八三口烧瓶中，油浴加热至150。C反应 6 4h，采用循环水冷凝，反应体系真空度为O．01Mpa； 再升温至200。C反应4 h，真空下冷却得到咪唑啉中间 体。然后采用氯乙酸钠与提纯后的咪唑类中间体(摩尔 比1：1)在110。C进行季铵化反应3h，得咪唑类季铵盐， 对样品进行FT—IR、失重法和电化学测试。 失重法和电化学测试采用N一45矩形钢片，经除锈、 Wavenumber(cm。) 清洗、干燥后待用；腐蚀介质为8％HCI，失重法腐蚀温 度为(60±1)℃。电化学采用常温。 (a) 罔2…一 正电荷的阳离子，由于静电引力而被吸附在碳钢的阴极 极区，这样就阻止了水溶液中的H+和碳钢的进一步接 触，提高了H+的放电活化能，从而减缓了