曼尼希碱缓蚀剂CJ的合成及其性能
曼尼希碱缓蚀剂CJ的合成及其性能
李克华，陈洁，王任芳，贾聪
（长江大学化学与环境工程学院，荆州４３４０２３）
摘 要：曼尼希碱是一类重要的金属缓蚀剂。以肉桂醛、环己酮、水合肼为原料合成曼尼希碱缓蚀剂ＣＪ，采用正交试验优化得出最佳合成条件，同时采用极化曲线和电化学阻抗谱等电化学方法研究了曼尼希碱缓蚀剂ＣＪ的缓蚀机理。结果表明：当肉桂醛／水合肼摩尔比为３∶１、环己酮／水合肼摩尔比为１∶１、反应温度为４５℃、ｐＨ为４、反应时间为８ｈ时，ＣＪ具有最好的缓蚀性能。在１５％盐酸中，当缓蚀剂加量为１．０％时，Ｎ８０钢片的腐蚀速率为０．２９９１ｇ／（ｍ２·ｈ），远低于ＳＹ／Ｔ５４０５－１９９６中的一级标准。曼尼希碱缓蚀剂ＣＪ在钢铁表面的吸附符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温方程；曼尼希碱缓蚀剂ＣＪ是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。
关键词：曼尼希碱；缓蚀性能；缓蚀剂
中图分类号：ＴＧ１７４．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５-７４８Ｘ（２０１４）１１-１１１３-０３
S y nthesis and Pro p erties of CJ Mannich Base as a Corrosion Inhibitor
ＬＩＫｅ-ｈｕａ，ＣＨＥＮＪｉｅ，ＷＡＮＧＲｅｎ-ｆａｎｇ，ＪＩＡＣｏｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ４３４０２３，Ｃｈｉｎａ）
Abstract：Ｍａｎｎｉｃｈｂａｓｅｉｓａｋｉｎｄｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ．ＣＪＭａｎｎｉｃｈｂａｓｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｗｉｔｈｃｉｎｎａｍｙｌａｌｄｅｈｙｄｅ，ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅａｎｄｈｙｄｒａｚｉｎｅｈｙｄｒａｔｅａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔ．ＴｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＣＪＭａｎｎｉｃｈｂａｓｅａｓａｃｉｄｉｚｉｎｇｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓａｎｄＥＩＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｃｉｎｎａｍｙｌａｌｄｅｈｙｄｅｔｏｈｙｄｒａｚｉｎｅｈｙｄｒａｔｅｗａｓ３∶１，ｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅｔｏｈｙｄｒａｚｉｎｅｈｙｄｒａｔｅｗａｓ１∶１，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ４５℃，ｐＨｖａｌｕｅｗａｓ４，ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃｔｉｍｅｗａｓ８ｈｏｕｒｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔａｔｉｃｗｅｉｇｈｔ-ｌｏｓｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅｏｆＮ８０ｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｉｎ１５％ＨＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓ０．２９９１ｇ／（ｍ２·ｈ），ｗｈｅｎｔｈｅｄｏｓａｇｅｏｆｉｎｈｉｂｉｔｏｒａｄｄｅｄｗａｓ１．０％，ｗｈｉｃｈｗａｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｆｉｒｓｔｇｒａｄｅｓｔａｎｄａｒｄｏｆＳＹ／Ｔ５４０５－１９９６，ａｎｄｔｈｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｈａｄｇｏｏｄｈｅａｔ-ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄａｉｃｄ-ｔｏｌｅｒａｎｃｅ．ＴｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＣＪＭａｎｎｉｃｈｂａｓｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｔｅｅｌｃｏｎｆｏｒｍｓｔｏＬａｎｇｍｕｉｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍ．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｅｓｔｓｈｏｗｅｄｔｈｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｏｆＣＪＭａｎｎｉｃｈｂａｓｅｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏａｍａｉｎｌｙａｎｏｄｉｃ-ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ．
Ke y words：Ｍａｎｎｉｃｈｂａｓｅ；ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ
油气井酸化作业是增产的一项有效措施，虽然增加了采收率，但酸化过程中所使用的酸液对管线和设备会产生严重腐蚀，开发性能好、成本低、环保型的缓蚀剂是一个重要的研究方向［１］。曼尼希碱缓蚀剂是一种典型的吸附模型缓蚀剂，该类缓蚀剂由醛酮胺缩合而成。由于肉桂醛本身就有较好的缓蚀性能、毒性较小、对环境影响相对较小。本工作采用肉桂醛、环己酮、水合肼为原料合成曼尼希碱缓蚀剂。
收稿日期：２０１４-０１-１１
基金项目：国家大学生创新性实验计划项目（１１１０４８９１０）
通信作者：李克华（１９６４－），教授，博士，从事金属腐蚀与防护研究，０７１６-８０６０９３３，ｌｉｋｅｈｕａ０１＠１６３．ｃｏｍ１ 试验
１．１ 主要仪器及试剂
主要仪器：有机合成置、腐蚀测定装置、电子天平等。
主要试剂：肉桂醛、环己酮、水合肼、无水乙醇和石油醚等，均为分析纯。
１．２ 曼尼希碱缓蚀剂的合成
采用恒温加热回流冷凝法合成曼尼希碱。在装有冷凝管、磁力搅拌器、温度计的三颈烧瓶中，加入一定计量的肉桂醛、环已酮和水合肼，再加入少量的无水乙醇做溶剂，滴加浓盐酸调节ｐＨ。将三口烧瓶置于恒温水浴锅中在给定温度下搅拌加热，回流
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第３５卷第１１期２０１４年１１月
腐蚀与防护
ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ
Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．１１
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１４