Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất amid có tính năng ức chế ăn mòn cao từ nguồn axít béo c8-c18

Bé c«ng th−¬ng ViÖn hãa häc c«ng nghiÖp viÖt nam B¸o c¸o kÕt qu¶ nghiªn cøu khcn Tªn ®Ò tµi: Nghiªn cøu tæng hîp mét sè dÉn xuÊt amiT cã tÝnh n¨ng øc chÕ ¨n mßn cao tõ nguån axit bÐo C8 - C18 §Ò tµi nghiªn cøu KHCN cÊp Bé ThS. §inh V¨n Kha 7452 15/7/2009 Hµ Néi, 12/2008 Bé c«ng th−¬ng ViÖn hãa häc c«ng nghiÖp viÖt nam B¸o c¸o kÕt qu¶ nghiªn cøu khcn Tªn ®Ò tµi: Nghiªn cøu tæng hîp mét sè dÉn xuÊt amiT cã tÝnh n¨ng øc chÕ ¨n mßn cao tõ nguån axit bÐo C8 - C18 §Ò tµi nghiªn cøu KHCN cÊp Bé Chñ nhiÖm ®Ò tµi: ThS. §inh V¨n Kha C¸n bé tham gia: ThS. Hoµng Thanh §øc ThS. §inh V¨n Nam ThS. D−¬ng ThÞ H»ng Hµ Néi, 12/2008 Bµi tãm t¾t Nghiªn cøu tæng hîp phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i ®i tõ nguån nguyªn liÖu dÇu má lµ dùa trªn mét trong nh÷ng d¹ng nguyªn liÖu cã triÓn väng vµ æn ®Þnh nhÊt. C¸c chÊt øc chÕ hä amit mµ trong ph©n tö cña chóng cã chøa nhiÒu nhãm chøc ®ang ®−îc quan t©m nghiªn cøu vµ øng dông réng r·i v× chóng cã hiÖu qu¶ b¶o vÖ cao ®èi víi c¶ kim lo¹i ®en vµ kim lo¹i mµu. §Ò tµi “Nghiªn cøu tæng hîp mét sè dÉn xuÊt amit cã tÝnh n¨ng øc chÕ ¨n mßn cao tõ nguån axit bÐo C8-C18„ ®· tæng quan ®−îc c¸c lo¹i phô gia, c¬ chÕ t¸c dông mµng dÇu hßa tan c¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn. §Ò tµi ®· tæng hîp ®−îc 05 chÊt øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i gåm: - Amit m¹ch th¼ng: etanolamit vµ dietanolamit víi hiÖu suÊt trªn 80 % - Amit m¹ch vßng: diphenylamit, 1-naphtylamit vµ xyclohexylamit víi hiÖu suÊt tõ 60 ÷ 80%. B»ng c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch tÝnh chÊt hãa lý, c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch c«ng cô, c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc ®Òu kh¼ng ®Þnh c¸c chÊt nhËn ®−îc phï hîp víi c¸c nguån tµi liÖu vµ dù kiÕn ban ®Çu. Mét lo¹t c¸c phÐp thö nghiÖm kh¶ n¨ng ®Èy n−íc vµ chÊt ®iÖn ly, x¸c ®Þnh ¨n mßn ®iÖn hãa, thö x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng b¶o vÖ kim lo¹i ®en vµ kim lo¹i mµu trong tñ khÝ hËu cho thÊy hiÖu qu¶ b¶o vÖ ®¹t ®−îc kh¸ cao, nhiÒu mÉu ®¹t trªn 90%. Theo ®ã, hiÖu qu¶ b¶o vÖ cña c¸c phô gia ®−îc s¾p xÕp theo thø tù nh− sau: + §èi víi thÐp CT-3: diphenylamit > dietanolamit > 1-naphtylamit > xyclohexylamit + §èi víi nh«m: dietanolamit > diphenylamit > xyclohexylamit > 1-naphtylamit + §èi víi ®ång: xyclohexylamit > 1-naphtylamit > diphenylamit > dietanolamit §Ò tµi ®· tiÕn hµnh pha chÕ phèi hîp c¸c phô gia víi nhau vµ víi dÇu gèc ®Ó t¹o chÊt láng gia c«ng kim lo¹i. C¸c s¶n phÈm nhËn ®−îc ®Òu cho kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn cao ®èi víi c¶ kim lo¹i ®en vµ kim lo¹i mµu. Tõ c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc, qua qu¸ tr×nh thùc hiÖn néi dung cña ®Ò tµi, cã thÓ kh¼ng ®Þnh 04 chÊt tæng hîp ®−îc trong 05 chÊt cã thÓ pha chÕ vµo c¸c s¶n phÈm dÇu thñy lùc, chÊt láng gia c«ng kim lo¹i víi hµm l−îng 1÷2% vµ më réng ®−îc ph¹m vi øng dông. Môc lôc Më ®Çu .............................................................................................................................. 2 Ch−¬ng 1. Tæng quan vÒ tæng hîp phô gia øc chÕ ¨n mßn.......................................... 3 1.1. Kh¸i qu¸t vÒ phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i ........................................................ 3 1.1.1. Phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i...........................................................................3 1.1.2. Mét sè phô gia øc chÕ ¨n mßn sö dông cho c¸c s¶n phÈm dÇu má....................3 1.1.3. C¬ chÕ t¸c dông cña phô gia øc chÕ ¨n mßn .......................................................5 1.1.4. §Æc ®iÓm t¸c dông mµng dÇu hßa tan c¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn.....................8 1.2. C¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn chøa nit¬..................................................................... 9 1.2.1. Hîp chÊt amin ......................................................................................................9 1.2.2. Amit cña c¸c axit bÐo ........................................................................................10 1.2.3. C¸c ph¶n øng amit hãa.......................................................................................11 Ch−¬ng 2. Thùc nghiÖm ................................................................................................ 14 2.1. Dông cô, hãa chÊt nguyªn liÖu............................................................................. 14 2.1.1. Dông cô ..............................................................................................................14 2.1.2. Lùa chän nguyªn liÖu, hãa chÊt cho qu¸ tr×nh thùc nghiÖm.............................14 2.2. Lùa chän ph−¬ng ph¸p tæng hîp vµ c¸c b−íc tiÕn hµnh ...................................... 14 2.2.1. Tæng hîp c¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn ................................................................14 2.2.2. Pha chÕ dÇu thñy lùc vµ chÊt láng gia c«ng kim lo¹i........................................16 2.3. C¸c ph−¬ng ph¸p kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ ................................................................ 16 2.3.1. C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch tÝnh chÊt hãa lý .....................................................16 2.3.2. C¸c ph−¬ng ph¸p thö tÝnh n¨ng .........................................................................16 2.3.3. Mét sè ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch kh¸c..................................................................19 Ch−¬ng 3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn................................................................................... 20 3.1. Lùa chän nguyªn liÖu ban ®Çu ............................................................................. 20 3.2. KÕt qu¶ tæng hîp 05 chÊt øc chÕ ¨n mßn d¹ng amit ............................................ 21 3.2.1. Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é ®Õn hiÖu suÊt ph¶n øng................................21 3.2.2. S¬ ®å c«ng nghÖ tæng hîp c¸c chÊt øc chÕ ¨n mßn d¹ng amit .........................23 3.2.3. TÝnh chÊt lý hãa cña c¸c amit ®· tæng hîp........................................................24 3.2.4. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh phæ hång ngo¹i IR cña c¸c amit tæng hîp............................25 3.2.5. Phæ khèi l−îng cña c¸c amit tæng hîp ..............................................................28 3.3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn cña c¸c amit tæng hîp........................... 30 3.3.1. Kh¶ n¨ng ®Èy n−íc, dung dÞch chÊt ®iÖn ly cña c¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn...30 3.3.2. KÕt qu¶ thö kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn trong m«i tr−êng axit ............................31 3.3.3. KÕt qu¶ thö kh¶ n¨ng øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i cña c¸c phô gia b»ng ph−¬ng ph¸p ®iÖn hãa ...............................................................................................................32 3.3.4. Thö nghiÖm kh¶ n¨ng b¶o qu¶n cña phô gia tæng hîp trong tñ khÝ hËu ..........40 3.4. Pha chÕ vµ thö nghiÖm trong dÇu gèc vµ chÊt láng thñy lùc ................................ 40 3.4.1. Lùa chän dÇu gèc...............................................................................................40 3.4.2. Pha chÕ dÇu thñy lùc vµ chÊt láng gia c«ng kim lo¹i........................................41 3.4.3. KiÓm tra c¸c tÝnh chÊt hãa lý vµ kh¶ n¨ng UCAM cña c¸c s¶n phÈm pha chÕ ..42 KÕt luËn .......................................................................................................................... 47 Tµi liÖu tham kh¶o......................................................................................................... 48 Phô lôc.............................................................................................................................51 1 Më ®Çu Sù ¨n mßn kim lo¹i g©y ra nh÷ng tæn h¹i to lín cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. Ng−êi ta cho r»ng kho¶ng trªn 10% kim lo¹i s¶n xuÊt ra ®· bÞ mÊt ®i do bÞ ¨n mßn. Nh÷ng n−íc cã khÝ hËu nhiÖt ®íi Èm hoÆc cã khÝ hËu biÓn nh− ViÖt Nam th× tæn thÊt do ¨n mßn g©y ra, theo thèng kª lµ 20-30%. Trong sè nh÷ng tæn thÊt ®ã ph¶i kÓ ®Õn c¸c phÝ tæn ®Ó chèng ¨n mßn. Dïng c¸c chÊt øc chÕ ¨n mßn, c¸c chÊt d¹ng dÇu, mì lµ mét trong nh÷ng gi¶i ph¸p c¬ b¶n ®Ó b¶o vÖ kim lo¹i. C¸c chÊt phñ b¶o vÖ trªn c¬ së dÇu vµ mì trong ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh cã nhiÒu −u ®iÓm c¬ b¶n so víi c¸c chÊt phñ kh¸c. - C¸c chÊt dÇu vµ mì th−êng rÎ h¬n so víi c¸c lo¹i s¬n, ®Æc biÖt trong tr−êng hîp kim lo¹i cÇn b¶o vÖ lµ kim lo¹i mµu. - ViÖc chuÈn bÞ bÒ mÆt kh«ng ®ßi hái ph¶i cÈn thËn nh− khi ¸p dông b»ng c¸ch b¶o vÖ kh¸c. - Sö dông c¸c chÊt phñ rÊt h÷u hiÖu ®Ó b¶o qu¶n trªn c¬ së s¶n phÈm dÇu má vµ c¸c chÊt øc chÕ ®· lµm t¨ng thêi h¹n phôc vô. C¸c chÊt øc chÕ cho vµ nhËn ®iÖn tö, øc chÕ t¹o mµng trªn c¬ së c¸c amit lµ mét trong nh÷ng hä chÊt øc chÕ cã hiÖu qu¶ b¶o vÖ cao. ChÝnh v× c¸c lý do trªn môc ®Ých nghiªn cøu cña ®Ò tµi ®−îc x¸c ®Þnh: Tõ axit C8÷C18 bÐo tæng hîp phô gia øc chÕ ¨n mßn vµ pha chÕ chóng thµnh c¸c s¶n phÈm dÇu (chÊt láng gia c«ng kim lo¹i, dÇu thñy lùc) cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ cao. §Ó ®¹t ®−îc môc ®Ých trªn cÇn thùc hiÖn c¸c nhiÖm vô nh− sau: - Thùc hiÖn ph¶n øng amit ho¸ axit bÐo víi c¸c amin thµnh c¸c lo¹i phô gia øc chÕ cho nhËn ®iÖn tö. - Kh¶o s¸t mét sè tÝnh chÊt lý ho¸ cña c¸c phô gia nhËn ®−îc vµ kh¶ n¨ng øng dông cña chóng. - TiÕn hµnh kh¶o s¸t c¸c lo¹i dÇu gèc, lËp ®¬n pha chÕ víi c¸c chÊt øc chÕ tæng hîp t¹o chÊt láng thñy lùc, chÊt láng gia c«ng kim lo¹i, thö kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn b»ng ph−¬ng ph¸p gia tèc trong tñ khÝ hËu vµ c¸c ph−¬ng ph¸p thö ®iÖn hãa, tõ ®ã rót ra c¸c kÕt luËn. 2 ch−¬ng 1 Tæng quan vÒ tæng hîp phô gia øc chÕ ¨n mßn 1.1. Kh¸i qu¸t vÒ phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i 1.1.1. Phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i C¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn (UCAM) kim lo¹i ®ãng vai trß quan träng ®èi víi c¸c s¶n phÈm dÇu mì [1], [2]. C¬ chÕ t¸c ®éng k×m h·m ¨n mßn kim lo¹i cña chÊt øc chÕ ®−îc x¶y ra theo hai qu¸ tr×nh sau [15]: - Qu¸ tr×nh t¹o mµng: Së dÜ chÊt øc chÕ cã t¸c dông k×m h·m, lµm gi¶m tèc ®é ¨n mßn kim lo¹i do m«i tr−êng g©y ra lµ v× chÊt øc chÕ t¹o ra mét mµng máng trªn bÒ mÆt kim lo¹i, ng¨n c¸ch bÒ mÆt kim lo¹i víi m«i tr−êng ¨n mßn. - Qu¸ tr×nh hÊp phô: C¸c chÊt hÊp phô trªn bÒ mÆt kim lo¹i ng¨n c¶n sù hßa tan anot cña kim lo¹i, nghÜa lµ hÊp phô lªn c¸c trung t©m ho¹t ®éng cña bÒ mÆt kim lo¹i lµm cho tèc ®é ¨n mßn bÞ gi¶m ®i. C¸c hîp chÊt amin, amit cã t¸c dông hÊp phô lµm gi¶m tèc ®é hßa tan thÐp trong m«i tr−êng axit. C¸ch ph©n lo¹i c¸c chÊt øc chÕ lµ dùa vµo c¬ chÕ t¸c dông cña qu¸ tr×nh ¨n mßn. Ng−êi ta cã thÓ chia c¸c chÊt øc chÕ thµnh ba lo¹i nh− sau [16], [30], [31]: - ChÊt øc chÕ anèt: lµ lo¹i chÊt khi cho vµo m«i tr−êng ¨n mßn cã t¸c dông lµm gi¶m tèc ®é hßa tan anot, nghÜa lµ lµm t¨ng qu¸ thÕ qu¸ tr×nh hßa tan anot - ChÊt øc chÕ catèt: lµ lo¹i chÊt cho vµo m«i tr−êng ¨n mßn cã t¸c dông lµm gi¶m tèc ®é qu¸ tr×nh catèt, nghÜa lµ lµm t¨ng qu¸ thÕ catèt ChÊt øc chÕ anèt-catèt: lµ chÊt øc chÕ cã t¸c dông k×m h·m c¶ hai qu¸ tr×nh anèt vµ catèt - ChÊt øc chÕ d¹ng t¹o mµng: c¸c chÊt øc chÕ lµm thô ®éng hãa bÒ mÆt kim lo¹i do t¹o ra mét mµng b¶o vÖ trªn bÒ mÆt kim lo¹i. 1.1.2. Mét sè phô gia øc chÕ ¨n mßn sö dông cho c¸c s¶n phÈm dÇu má 1.1.2.1. C¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn lo¹i h÷u c¬ tan trong n−íc Nh÷ng lo¹i nµy rÊt ®a d¹ng, tÊt c¶ ph©n tö cña chóng ®Òu cã 2 phÇn chÝnh lµ gèc h÷u c¬ vµ nhãm ho¹t ®éng, vÝ dô: NO2, NH2, CrO4, v.v… C¬ chÕ t¸c dông cña c¸c chÊt UCAM h÷u c¬ rÊt phøc t¹p. Theo [17], [25] cho r»ng sÏ x¶y ra c¸c hiÖn t−îng chñ yÕu sau ®©y: 3 1. Sù hÊp phô vËt lý c¸c chÊt øc chÕ trªn kim lo¹i 2. Sù t¹o ra mµng b¶o vÖ cña mét chÊt øc chÕ t¹o keo-ph©n t¸n 3. Sù t¹o ra c¸c hîp chÊt hãa häc ë bÒ mÆt C¸c chÊt øc chÕ lo¹i h÷u c¬ do t−¬ng t¸c cña c¸c ion s¾t ®· t¹o ra c¸c hîp chÊt phøc kh«ng tan (sù hÊp phô hãa häc). NÕu kim lo¹i t¹o phøc dÔ tan víi c¸c chÊt øc chÕ th× sù ¨n mßn kh«ng nh÷ng x¶y ra mµ cßn bÞ kÝch thÝch bëi c¸c hîp chÊt ®ã. Trong sè c¸c chÊt øc chÕ lo¹i h÷u c¬ dÔ tan trong n−íc, th× cã chÊt chØ b¶o vÖ kim lo¹i khi cã mÆt oxy hoÆc cã mÆt chÊt oxy hãa. VÝ dô: natribenzoat khi cã mÆt oxy, sÏ t¹o ra c¸c phøc kh«ng tan víi s¾t hãa trÞ 3 vµ sÏ lµ mét chÊt øc chÕ, cßn nÕu kh«ng cã oxy, trong m«i tr−êng nit¬ th× sÏ cho c¸c muèi tan trong n−íc víi s¾t hãa trÞ 2 vµ sÏ kh«ng b¶o vÖ kim lo¹i [20]. Dùa trªn tÝnh chÊt vËt lý vµ c¸c ph−¬ng ph¸p b¶o vÖ kim lo¹i khái ¨n mßn th× c¸c chÊt øc chÕ ®−îc ph©n chia thµnh c¸c chÊt øc chÕ tiÕp xóc vµ c¸c chÊt øc chÕ bay h¬i [15]. C¸c chÊt øc chÕ tiÕp xóc chØ thÓ hiÖn t¸c dông b¶o vÖ cña nã khi tiÕp xóc trùc tiÕp víi s¶n phÈm b¶o vÖ. C¸c chÊt øc chÕ bay h¬i t¹o ra khÝ quyÓn bao quanh vµ bÞ hÊp phô trªn bÒ mÆt kim lo¹i, b¶o vÖ kim lo¹i khái bÞ ¨n mßn. Nh÷ng chÊt øc chÕ nµy b¶o vÖ kim lo¹i trong mét thÓ tÝch x¸c ®Þnh (®−îc ®ãng kÝn) nh− trong c¸c thïng chøa, giÊy bao gãi hoÆc c¸c ng¨n chøa hoÆc ®−îc may d−íi d¹ng tói, gäi lµ tói b¶o qu¶n [2], [8]. 1.1.2.2. Phô gia øc chÕ ¨n mßn h÷u c¬ tan trong n−íc vµ dÇu C¸c phô gia UCAM lo¹i nµy trong ph©n tö gåm cã hai phÇn: phÇn gèc hydrocacbon víi träng l−îng ph©n tö võa ph¶i lµm cho chóng cã thÓ tan trong dÇu kho¸ng, phÇn nhãm chøc ph©n cùc t¹o ra tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt vµ c¸c tÝnh chÊt kh¸c. Kh¶ n¨ng t¸c dông cña c¸c phô gia øc chÕ h÷u c¬ tan trong n−íc vµ tan trong dÇu phô thuéc vµo c¸c tÝnh chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cã liªn quan ®Õn kh¶ n¨ng g©y nhò vµ hßa tan. C¸c lo¹i phô gia øc chÕ nµy ®−îc øng dông rÊt nhiÒu trong c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau nh− phôc vô cho c«ng t¸c khoan khai th¸c dÇu khÝ, lÜnh vùc gia c«ng kim lo¹i, chÊt láng b¶o qu¶n lµm viÖc,… ng−êi ta sö dông c¸c lo¹i hîp chÊt nµy cïng víi c¸c lo¹i chÊt øc chÕ kh¸c nh−ng ®«i khi chóng còng ®−îc dïng ®¬n lÎ mµ vÉn cho t¸c dông tèt [8], [19]. 1.1.2.3. C¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn tan trong dÇu §©y lµ nhãm chÊt rÊt quan träng chóng cµng ngµy cµng ®−îc øng dông réng r·i, bëi tÝnh −u viÖt vµ tÝnh ®a d¹ng cña s¶n phÈm. C¸c phô gia UCAM tan trong dÇu cã cÊu tróc ph©n tö còng gåm 2 phÇn nh− phô gia UCAM tan trong n−íc vµ dÇu, nh−ng gèc hydrocacbon th−êng cã m¹ch dµi h¬n hoÆc ph©n nh¸nh. Nhãm chøc cã thÓ lµ c¸c nhãm nitro, amin hoÆc nhãm sunfonat, c¸c nhãm chøa oxy, nhãm este, cacboxyl, cacbonyl, 4 hydroxyl, amit [21], [22]. Phô gia UCAM tan trong n−íc vµ tan trong dÇu kh¸c nhau vÒ c¬ chÕ t¸c dông [18]. C¸c phô gia UCAM tan trong dÇu kh«ng t¹o ra c¸c ion ph©n ly trong n−íc, cßn c¸c phô gia UCAM tan trong n−íc l¹i t¹o ra c¸c ion ph©n ly. §Æc biÖt, c¸c phô gia UCAM tan trong dÇu kh«ng ®Ó h¬i n−íc ®i qua cho dï mµng dÇu rÊt máng vµ kh«ng bÞ n−íc ph¸ hñy. Theo [19], c¸c tÝnh chÊt b¶o vÖ cña dÇu kho¸ng th«ng th−êng lµ kÐm, mÆc dï mµng dÇu cã ®ñ chiÒu dµy chóng vÉn cã thÓ ®Ó cho h¬i n−íc ®i qua víi l−îng ®ñ ®Ó g©y ra ¨n mßn. Cïng mét b¶n chÊt dÇu má th× dÇu cã ®é nhít cao h¬n, ®Æc h¬n th× kh¶ n¨ng h¬i n−íc ®i qua sÏ gi¶m ®i rÊt nhiÒu vµ ®©y ®−îc coi lµ m«i tr−êng rÊt thuËn lîi ®Ó ®−a vµo c¸c chÊt UCAM ®Ó b¶o vÖ kim lo¹i [23]. 1.1.2.4. Phô gia øc chÕ ¨n mßn lo¹i cho nhËn ®iÖn tö C¸c phô gia UCAM cho vµ nhËn ®iÖn tö cã ho¹t tÝnh bÒ mÆt cã thÓ t¹o thµnh pha hÊp phô hãa häc do xuÊt hiÖn c¸c ph¶n øng hãa häc hoÆc ®iÖn hãa cña chóng víi kim lo¹i [3], [32]. ë ph¶n øng ®iÖn hãa, trªn nh÷ng phÇn ©m cùc vµ d−¬ng cùc cña kim lo¹i cã thÓ x¶y ra c¸c qu¸ tr×nh t¸ch kh«ng gian kh¸c nhau víi sù xuÊt hiÖn trong kim lo¹i dßng ®iÖn. Nh− vËy, trªn c¸c phÇn ®iÖn cùc ©m cña kim lo¹i cã thÓ x¶y ra qu¸ tr×nh khö c¸c hîp chÊt nit¬ thµnh amin vµ cuèi cïng hÊp phô hãa häc chóng trªn kim lo¹i do kÕt qu¶ cña t−¬ng t¸c hãa häc [18]. C¸c UCAM nhËn ®iÖn tö cã c¸c nhãm mang ho¹t tÝnh d−¬ng, hÊp phô thÝch hîp h¬n trªn c¸c kim lo¹i tÝnh ©m hoÆc trªn c¸c phÇn tÝch ®iÖn cña chóng, nghÜa lµ trªn c¸c phÇn ©m cùc. C¸c UCAM cho ®iÖn tö kh¸ ph©n cùc (®é ph©n cùc t−¬ng ®èi cña chÊt øc chÕ), v× vËy chóng võa b¶o vÖ kim lo¹i ®en vµ kim lo¹i mµu rÊt tèt. Mµng dÇu pha chÊt UCAM lo¹i nµy gi÷ ®−îc tÝnh b¶o vÖ h÷u hiÖu ë nhiÖt ®é d−íi 180oC. C¸c hîp chÊt lo¹i nµy lµ mét phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®−îc trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc ®Æc biÖt lµ trong c¸c giÕng khoan dÇu v× ë ®ã nhiÖt ®é lµm viÖc ®Òu trªn 130oC vµ ¸p suÊt cã thÓ lªn ®Õn hµng tr¨m atmotphe [27]. 1.1.3. C¬ chÕ t¸c dông cña phô gia øc chÕ ¨n mßn 1.1.3.1. C¬ chÕ t¸c dông cña phô gia øc chÕ ¨n mßn (UCAM) kim lo¹i XÐt vÒ ph−¬ng thøc ho¹t ®éng thô ®éng ho¸ th× c¸c phô gia UCAM mßn ®ãng vai trß trî gióp sù t¹o líp oxyt b¶o vÖ hoÆc chóng lµm gi¶m tèc ®é ¨n mßn do k×m h·m ph¶n øng anèt (ph¶n øng cña bÒ mÆt kim lo¹i) trong c¸c qu¸ tr×nh ¨n mßn ®iÖn ho¸ (cã mÆt c¸c chÊt ®iÖn ly) [15]. Còng cÇn nãi thªm vÒ c¸c quan niÖm chÊt UCAM vµ chÊt thô ®éng hãa kim lo¹i. D−íi c¸i tªn chÊt UCAM lµ nh÷ng hîp chÊt bÊt kú nµo lµm gi¶m ¨n mßn kim lo¹i nãi 5 chung mµ kh«ng cÇn xÐt ®Õn c¬ chÕ t¸c dông. C¸c hîp chÊt thô ®éng ho¸ cã t¸c dông gi¶m tèc ®é ¨n mßn b»ng c¸ch k×m h·m chñ yÕu c¸c ph¶n øng anèt, ng¨n c¶n hoÆc lµm chËm t¸c ®éng xóc t¸c cña kim lo¹i. Theo quan niÖm trªn th× c¸c chÊt øc chÕ cã thÓ kh«ng ph¶i lµ chÊt thô ®éng ho¸ nh−ng c¸c chÊt thô ®éng ho¸ bÊt kú nµo còng sÏ lµ chÊt øc chÕ. C¸c chÊt thô ®éng ho¸ sÏ t¹o c¸c phøc chelat víi ion kim lo¹i (phøc chelat ®−îc t¹o thµnh do sù xuÊt hiÖn liªn kÕt cña c¸c nguyªn tö cã ®«i ®iÖn tö tù do trong ph©n tö chÊt øc chÕ víi c¸c ion kim lo¹i). B¶n chÊt liªn kÕt gi÷a chÊt øc chÕ vµ kim lo¹i trong tr−êng hîp nµy lµ t¹o thµnh c¸c liªn kÕt phèi trÝ (cho nhËn) [25]. Nh− vËy c¬ chÕ t¸c dông cña c¸c phô gia UCAM sÏ gåm c¸c qu¸ tr×nh: ®Èy c¸c chÊt ®iÖn ly khái bÒ mÆt kim lo¹i vµ t¹o trªn bÒ mÆt kim lo¹i c¸c mµng hÊp phô [26]. C¸c chÊt øc chÕ cã thÓ k×m h·m, lµm chËm ph¶n øng ¨n mßn anèt, thô ®éng ho¸ bÒ mÆt kim lo¹i, kÐo dµi thêi gian ¨n mßn c¶m øng. C¬ chÕ cña c¸c phô gia UCAM thùc sù lµ kh¸c nhau. Nh÷ng phô gia UCAM v« c¬ th× th−êng dïng trong chÊt ®iÖn ly trung b×nh, ¶nh h−ëng chñ yÕu ®Õn ph¶n øng anèt (trªn bÒ mÆt kim lo¹i) vµ tr¹ng th¸i thô ®éng kim lo¹i. ViÖc gi¶m ¨n mßn do lµm thay ®æi ®éng häc cña ph¶n øng catèt trong chÊt ®iÖn ly trung tÝnh cã hiÖu qu¶ kh«ng ®¸ng kÓ nÕu kh«ng ®uæi hÕt hoµn toµn chÊt khö ph©n cùc catèt (O2). Trong chÊt ®iÖn ly axit, tèc ®é hoµ tan cã thÓ gi¶m ®i thùc sù do viÖc lµm gi¶m tèc ®é ph¶n øng catèt sù tÝch ®iÖn cña nh÷ng ion hydro hoÆc nh÷ng t¸c nh©n khö ph©n cùc kh¸c còng nh− viÖc ®uæi khái m«i tr−êng ph¶n øng nh÷ng s¶n phÈm trung gian cña ph¶n øng khö. C¸c chÊt øc chÕ h÷u c¬ ®−îc dïng phæ biÕn nhÊt v× nhiÒu lý do vµ th−êng ®−îc dïng trong m«i tr−êng chÊt ®iÖn ly axit. C¸c phô gia UCAM cã nh÷ng ¶nh h−ëng kh¸c nhau ®Õn qu¸ tr×nh anèt vµ catèt. Mét sè chÊt UCAM lµm gi¶m m¹nh ho¹t tÝnh ¨n mßn cña dÇu nh−ng lµm gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ sù ¨n mßn kim lo¹i trong m«i tr−êng khÝ quyÓn, ®«i khi chóng cßn lµm t¨ng tèc ®é ¨n mßn. Trong ®iÒu kiÖn ¨n mßn khÝ quyÓn, khi cã mÆt h¬i Èm ng−ng tô trªn bÒ mÆt kim lo¹i, ng−êi ta quan s¸t thÊy t−¬ng t¸c cña kim lo¹i víi nh÷ng phÇn ho¹t ®éng cña phô gia. Lóc nµy mµng b¶o vÖ kim lo¹i bÞ ph©n huû do s¶n phÈm oxy ho¸ dÇu kho¸ng vµ phô gia, nh÷ng chÊt nµy tÝch luü dÇn trong dÇu trong suèt qu¸ tr×nh sö dông. C¬ chÕ ph¸ huû mµng b¶o vÖ khi dÇu bÞ oxy ho¸ trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao vµ khi ¨n mßn khÝ quyÓn kim lo¹i lµ kh¸c nhau. Khi oxy ho¸ dÇu trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao, mµng b¶o vÖ ®−îc t¹o thµnh nhanh trªn bÒ mÆt kim lo¹i tr−íc khi xuÊt hiÖn l−îng ®ñ lín c¸c t¸c nh©n g©y ¨n mßn do dÇu bÞ oxy ho¸. Mµng b¶o vÖ kim lo¹i nµy rÊt hiÖu qu¶. Ng−îc l¹i ë ®iÒu kiÖn 6 nhiÖt ®é thÊp trong ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn cã chøa l−îng ®ñ lín c¸c t¸c nh©n g©y ¨n mßn, tèc ®é t¹o thµnh mµng b¶o vÖ chËm v× vËy qu¸ tr×nh ¨n mßn kim lo¹i ë giai ®o¹n nµy lµ kh¸ lín. Tèc ®é ¨n mßn sÏ chËm dÇn theo møc t¨ng ®é dµy cña mµng b¶o vÖ. Ngoµi ra qu¸ tr×nh nµy cßn phô thuéc ®¸ng kÓ vµo thµnh phÇn, cÊu t¹o, tÝnh chÊt cña mµng b¶o vÖ ®ã [15]. T¸c dông cña c¸c phô gia UCAM lµ dÉn tíi sù t¹o thµnh trªn bÒ mÆt kim lo¹i mét mµng b¶o vÖ ng¨n ngõa sù t−¬ng t¸c trùc tiÕp cña c¸c t¸c nh©n g©y ¨n mßn lªn bÒ mÆt kim lo¹i. Mµng nµy cßn cã t¸c dông khö ho¹t tÝnh cña kim lo¹i trong vai trß lµm xóc t¸c cho oxy ho¸ dÇu. Sù t¹o thµnh mµng lµ qu¸ tr×nh phøc t¹p vµ l©u dµi, cã mét sè nh÷ng chuyÓn ho¸ kh¸c nhau. §Æc tr−ng tèc ®é vµ chiÒu s©u cña qu¸ tr×nh t¹o mµng phô thuéc vµo thµnh phÇn hãa häc cña phô gia, b¶n chÊt cña kim lo¹i vµ nh÷ng ®iÒu kiÖn t−¬ng t¸c cña chóng. Khi trong dÇu cã chøa mét l−îng nhÊt ®Þnh c¸c s¶n phÈm axit tõ sù oxy ho¸ dÇu, tõ c¸c qu¸ tr×nh ch¸y cña nhiªn liÖu th× mµng b¶o vÖ b¾t ®Çu bÞ ph©n huû. Tuy nhiªn khi l−îng phô gia ®ñ lín th× mµng ®· ph©n huû cã thÓ ®−îc phôc håi. Qu¸ tr×nh ph¸ huû vµ phôc håi mµng b¶o vÖ tiÕn triÓn ®ång thêi. Tuy nhiªn khi møc ®é tÝch luü c¸c s¶n phÈm axit trong dÇu vµ n−íc t¨ng sÏ lµm gi¶m hµm l−îng phô gia nªn qu¸ tr×nh ph¸ huû mµng ®−îc t¨ng c−êng. NhiÖt ®é còng ¶nh h−ëng ®Õn mµng b¶o vÖ: sù ph¸ huû mµng th−êng t¨ng khi nhiÖt ®é t¨ng. Trªn c¬ së ph©n tÝch trªn ta thÊy cã thÓ chia c¸c phô gia UCAM thµnh 2 lo¹i: cho vµ nhËn ®iÖn tö vµ lo¹i t¹o mµng, t¹o bÒ mÆt. C¸c chÊt cho vµ nhËn ®iÖn tö cã thÓ cã t¸c dông k×m h·m tèc ®é ph¶n øng anèt hay catèt [18]. C¸c phô gia UCAM t¹o mµng th× cã vÎ −u viÖt h¬n c¸c phô gia UCAM cho nhËn ®iÖn tö. §ã lµ chÊt øc chÕ lo¹i t¹o mµng cã t¸c dông nhanh, cã tÝnh ®Èy n−íc vµ gi÷ n−íc tèt. Ngoµi ra c¸c chÊt øc chÕ lo¹i nµy cßn t¨ng c−êng tÝnh b¶o vÖ khi kÕt hîp chóng víi mét trong hai chÊt UCAM cho hoÆc nhËn ®iÖn tö hoÆc c¶ hai. 1.1.3.2. C¬ chÕ t¸c dông cña dÇu cã chøa phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i C¬ chÕ t¸c dông gåm c¸c qu¸ tr×nh lµ ®Èy n−íc vµ c¸c chÊt ®iÖn ly, c¸c chÊt ¨n mßn khái bÒ mÆt kim lo¹i khi tiÕp xóc víi s¶n phÈm, t¹o mµng hÊp phô hãa häc trªn bÒ mÆt kim lo¹i, h×nh thµnh mét líp mµng b¶o vÖ d−íi t¸c dông cña lùc b¸m dÝnh vµ liªn kÕt. Hai qu¸ tr×nh nµy lµ c¸c qu¸ tr×nh ®éng, x¶y ra khi ®−a dÇu lªn bÒ mÆt kim lo¹i. Theo c¬ chÕ ®Èy n−íc khái bÒ mÆt kim lo¹i cña c¸c phô gia øc chÕ ph©n cùc tan trong dÇu mì, lµ do c¸c qu¸ tr×nh hÊp phô chän läc c¸c phÇn tö ho¹t ®éng h¬n ph©n bè trªn toµn bé bÒ mÆt kim lo¹i, ®ång thêi b¸m chÆt trªn ®ã d−íi d¹ng c¸c hîp chÊt hÊp phô 7 hãa häc [30]. Sù ®Èy n−íc x¶y ra t−¬ng ®èi chËm, c¸c phô gia UCAM d¹ng hÊp phô th× ®Èy n−íc khái bÒ mÆt kim lo¹i nhanh h¬n do t¹o víi n−íc c¸c liªn kÕt hydro, t¹o muèi, nhò t−¬ng... ViÖc ®Èy n−íc khái bÒ mÆt kim lo¹i liªn quan tíi sù thÊm −ít chän läc, tíi sù b¸m dÝnh, liªn kÕt cña s¶n phÈm, tíi søc c¨ng bÒ mÆt trªn biªn giíi tiÕp xóc víi n−íc vµ kh«ng khÝ, tíi gãc r×a thÊm −ít vµ tíi c¸c chØ sè kh¸c. Tõ viÖc nghiªn cøu thµnh phÇn chÊt øc chÕ, tÝnh ph©n cùc, tÝnh −a n−íc - kþ n−íc ®−a ra kÕt luËn r»ng: cÊu t¹o hãa häc cña c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, vÝ dô c¸c nhãm cã ho¹t tÝnh kh¸c nhau, ho¹t tÝnh bÒ mÆt trªn bÒ mÆt c¸c pha kh¸c nhau thùc chÊt x¸c ®Þnh c¬ chÕ ®Èy n−íc khái bÒ mÆt kim lo¹i vµ tÝnh chÊt b¶o vÖ cña chóng [27]. ThÝ dô ®èi víi c¸c chÊt phô gia UCAM cã chøa l−u huúnh, ng−êi ta ®−a ra ba h−íng t¸c dông ®iÓn h×nh (chÝnh) trong c¬ chÕ t¸c dông cña chóng víi kim lo¹i lµ: - T¹o thµnh hîp chÊt d¹ng mercaptit, thio hay muèi cña l−u huúnh. - T¹o thµnh hîp chÊt cña sunfua. - T¹o thµnh hîp chÊt phøc cña kim lo¹i víi phô gia. NhiÒu nghiªn cøu ®· chØ ra r»ng nhiÒu hîp chÊt cña l−u huúnh cã thÓ ¸p dông c¬ chÕ gèc cho t−¬ng t¸c cña chóng víi kim lo¹i. Khi t−¬ng t¸c víi kim lo¹i th× chÝnh nh÷ng hîp chÊt polysunfua cã tõ ba hay nhiÒu h¬n c¸c nguyªn tö l−u huúnh trong ph©n tö cã thÓ quan s¸t thÊy sù t¹o thµnh sunfua kim lo¹i d¹ng MexSy. Ph¶n øng t¹o mµng cña nh÷ng phô gia chèng ¨n mßn chøa l−u huúnh ®−îc gi¶i thÝch mét c¸ch gi¶ thiÕt lµ cã sù t¹o thµnh phøc cho nhËn ®iÖn tö v× nguyªn tö l−u huúnh cßn cÆp ®iÖn tö ë ph©n líp 3p ch−a dïng ®Õn, chóng cã thÓ t¹o liªn kÕt phèi trÝ víi kim lo¹i. Nh− vËy c¸c phô gia nµy võa t¹o hîp chÊt hãa häc trªn bÒ mÆt kim lo¹i, võa t¹o phøc cho nhËn víi kim lo¹i. 1.1.4. §Æc ®iÓm t¸c dông mµng dÇu hßa tan c¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn T¸c dông cña dÇu hßa tan c¸c phô gia UCAM kim lo¹i gåm c¸c qu¸ tr×nh: - §Èy n−íc khái bÒ mÆt kim lo¹i khi tiÕp xóc víi dÇu - T¹o ra trªn bÒ mÆt kim lo¹i c¸c mµng hÊp phô hãa häc, h×nh thµnh mét líp mµng b¶o vÖ d−íi t¸c dông cña lùc b¸m dÝnh vµ liªn kÕt, hai qu¸ tr×nh nµy lµ c¸c qu¸ tr×nh ®éng. Qu¸ tr×nh thø ba gi¶i thÝch c¸c qu¸ tr×nh tÜnh vµ ®éng trong hÖ “kh«ng khÝ – chÊt ®iÖn ly – líp mµng b¶o vÖ kim lo¹i” ®· h×nh thµnh tõ tr−íc. V× vËy sù kh¸c nhau c¬ b¶n gi÷a c¬ chÕ ho¹t ®éng cña c¸c chÊt øc chÕ tan trong dÇu mì vµ øc chÕ tan trong n−íc lµ ë chç c¸c chÊt øc chÕ tan trong dÇu mì ho¹t ®éng nh− c¸c chÊt khö n−íc khái bÒ mÆt kim lo¹i, c¾t m¹ch ¨n mßn ®iÖn hãa, thay pha ph©n cùc cña chÊt ®iÖn ly trªn b»ng líp hÊp phô hãa häc cña c¸c hîp chÊt h÷u c¬ [24]. 8 Xem xÐt tÝnh ph©n cùc, tÝnh −a n−íc - kþ n−íc cña c¸c nhãm chøc, vÝ dô cña ankylbenzen-sunfonat vµ c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh¸c tan trong dÇu so víi c¸c tÝnh chÊt hãa lý cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt trong hÖ “kim lo¹i - n−íc - dÇu”, kÕt luËn r»ng: cÊu t¹o hãa häc cña c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, vÝ dô c¸c nhãm cã ho¹t tÝnh kh¸c nhau, ho¹t tÝnh bÒ mÆt trªn bÒ mÆt c¸c pha kh¸c nhau thùc chÊt x¸c ®Þnh c¬ chÕ ®Èy n−íc khái bÒ mÆt kim lo¹i vµ tÝnh chÊt b¶o vÖ cña chóng. 1.2. C¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn chøa nit¬ 1.2.1. Hîp chÊt amin C¸c hîp chÊt amin nh− c¸c amin bËc 3 hay muèi cña chóng, c¸c este vµ c¸c chÊt bÐo; c¸c naphtenic hay diaxit víi trietanolamin; c¸c axit amino- dicacboxylic; dixylohexylamin vµ diamit cña hydroxylamin dÞ vßng vµ c¸c este tõ l©u ®· ®−îc øng dông lµm c¸c chÊt øc chÕ ¨n mßn [4]. T¸c dông b¶o vÖ cña c¸c amin lµ do chóng cã kh¶ n¨ng hÊp phô lªn bÒ mÆt kim lo¹i kh¶ n¨ng nµy phô thuéc nhiÒu vµo cÊu tróc ho¸ häc vµ nhãm chøc. Khi tham gia vµo qu¸ tr×nh b¶o vÖ c¸c amin lµm thay ®æi cÊu tróc líp kÐp, ®ång thêi che phñ bÒ mÆt kim lo¹i, c¶n trë sù x©m thùc cña c¸c cÊu tö ¨n mßn trong dung dÞch. Tiªu biÓu nhÊt lµ c¸c alkylamin cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ bªn trong c¸c ®−êng èng chÕ t¹o tõ thÐp ®en dïng ®Ó dÉn khÝ, dÉn dÇu lÉn n−íc, vÝ dô octadexylamin (C18H37NH2); trong m«i tr−êng n−íc biÓn, ng−êi ta dïng chÊt øc chÕ lµ hçn hîp hecxaetylendiamin víi nit¬rit natri (tû lÖ 8:2) [26]. TÝnh chÊt hãa häc cña amin b¾t nguån tõ cÆp ®iÖn tö tù do cña nit¬ chóng ®ãng vai trß nh− mét baz¬ vµ khi ®ã cÆp ®iÖn tö tù do sÏ hót proton cña axit. C¸c amin bÐo cã tÝnh baz¬ gi¶m dÇn khi t¨ng chiÒu dµi m¹ch do ¶nh h−ëng cña yÕu tè kh«ng gian vµ hiÖu øng electron (hiÖu øng electron vµ lËp thÓ ¶nh h−ëng ®Õn sù solvat hãa cña c¸c axit liªn hîp vµ ®Õn h×nh d¹ng ph©n tö). Nh×n chung c¸c ¶nh h−ëng nµy nhá vµ v× thÕ hÇu hÕt c¸c alkylamin cã ®é baz¬ t−¬ng ®−¬ng nhau. Ng−êi ta ®· chøng minh ®−îc r»ng tÝnh chÊt b¶o vÖ cña c¸c hîp chÊt chøa nit¬ t¨ng lªn theo sù t¨ng cña mËt ®é ®iÖn tÝch trªn nguyªn tö nit¬. Sù phô thuéc t−¬ng tù quan s¸t thÊy ®èi víi c¸c amin bÐo vµ th¬m [24]. Theo ®ã ®· tiÕn hµnh mét sè tÝnh to¸n lý thuyÕt trªn c¸c nguyªn tö nit¬ trong c¸c ph©n tö chÊt øc chÕ chøa nit¬ vµ nhËn ®−îc t−¬ng quan ®Þnh l−îng gi÷a hiÖu qu¶ t¸c dông b¶o vÖ cña chÊt øc chÕ vµ ®iÖn tÝch trªn nguyªn tö nit¬. §· t×m thÊy t−¬ng quan gi÷a nång ®é b¶o vÖ cña c¸c amin bÐo RNH2, R2NH, R3N vµ gi¸ trÞ pKa, lµ møc ®é baz¬ cña amin vµ phô thuéc vµo gi¸ trÞ mËt ®é ®iÖn tÝch trªn c¸c nguyªn tö nit¬ ë tr¹ng th¸i tù do vµ tr¹ng th¸i hÊp phô. Sù phô thuéc nµy ®−îc biÓu diÔn 9 b»ng ph−¬ng tr×nh: lgCbv = a + bpKa (1-1) ë ®©y a, b lµ h»ng sè vµ ®· x¸c ®Þnh ®−îc r»ng b gi¶m theo thø tù: amin bËc 1, bËc 2, bËc 3. §ã lµ do sù c¶n trë kh«ng gian khi c¸c ph©n tö amin hÊp phô lªn bÒ mÆt kim lo¹i. Kh¶ n¨ng UCAM cña mét phô gia øc chÕ ®−îc ®¸nh gi¸ th«ng qua hiÖu qu¶ øc chÕ Z: Z% = ∆mk − ∆mc × 100 = (1 − Y ) × 100 ∆mk (1-2) Trong ®ã: ∆mk: ®é gi¶m khèi l−îng mÉu kim lo¹i khi nhóng vµo dung dÞch ¨n mßn khi kh«ng cã chÊt UCAM. ∆mc: ®é gi¶m khèi l−îng mÉu kim lo¹i khi nhóng vµo dung dÞch ¨n mßn cã chÊt UCAM. Y: hiÖu suÊt øc chÕ; Y = ∆mc ∆mk §èi víi c¸c amin dÞ vßng piridin, quinolin vµ acridin, quan hÖ gi÷a t¸c dông b¶o vÖ (Z) vµ gi¸ trÞ mËt ®é ®iÖn tÝch trªn t©m hÊp phô qπ, ®−îc thÓ hiÖn ë (1-3): lg n Z = a + ∑ bqπ + cAM 100 − Z 1 (1-3) ë ®©y a, b, c lµ c¸c h»ng sè, n lµ t©m hÊp phô, AM lµ diÖn tÝch bÒ mÆt ph©n tö. C¸c tÝnh to¸n l−îng tö vÒ cÊu tróc electron c¸c ph©n tö chÊt øc chÕ chøa nit¬ ë tr¹ng th¸i tù do vµ hÊp phô cho thÊy chóng kh¸c nhau nhiÒu. §· x¸c ®Þnh r»ng trong c¸c phøc hÊp phô chÊt øc chÕ – kim lo¹i ®iÖn tÝch dÞch chuyÓn ®Õn c¸c nguyªn tö kim lo¹i. Liªn kÕt ®−îc h×nh thµnh gi÷a kim lo¹i vµ chÊt øc chÕ lµ liªn kÕt cho-nhËn, khi ®ã ph©n tö chÊt øc chÕ lµ chÊt cho. 1.2.2. Amit cña c¸c axit bÐo C¸c amit cña axit bÐo no vµ kh«ng no víi alkanolamin, ankylamin, sarcosin hay imidazolin cã ®Æc tÝnh ®Èy n−íc tèt; chóng ®−îc thªm vµo dÇu víi nång ®é ®Õn 0,1%; dÇu, mì chèng gØ hay chÊt láng c¾t gät kim lo¹i dïng ®Õn 2%. C¸c dÉn xuÊt imidazolin vµ sarcosin lµ c¸c chÊt cã t¸c dông t−¬ng hç cho nhau rÊt tèt [33]. C¸c amit tõ rÊt l©u ®· ®−îc sö dông lµm chÊt øc chÕ ¨n mßn trong viÖc b¶o vÖ kim 10 lo¹i vµ c¸c ®éng c¬. NhiÒu lo¹i amit cña axit cacbon bËc cao ®· ®−îc sö dông lµm ®Æc dÇu nhên ®éng c¬, dÇu thñy lùc. Ng−êi ta ®· pha 1% phô gia theo khèi l−îng cña axit lauric, dÇu ®−îc lµm ®Æc râ rÖt ë vïng nhiÖt ®é 20÷50oC [23]. Sù tån t¹i cña nhãm chøc amin vµ cacbonyl ë m¹ch ph©n tö amit dÉn ®Õn sù t¨ng ®é dµy ®Æc cña c¸c liªn kÕt hydro. Theo [15], nÕu ®−a vµo dung m«i nÒn hµm l−îng 1% amit cña axit oleic ®· k×m h·m ®¸ng kÓ ph¶n øng anot. Sù thay ®æi ®éng häc cña ph¶n øng anot còng gièng cïng b¶n chÊt khi ®−a vµo trong m«i tr−êng dÇu amit cña axit lauric. Qu¸ tr×nh thô ®éng ¨n mßn thÐp cacbon cña amit c¸c axit cacbon bËc cao ®· ®¹t hiÖu qu¶ b¶o vÖ tíi 99% trong dung dÞch NaCl 3% vµ trong c¸c ®iÒu kiÖn ngoµi trêi. Theo tµi liÖu [28] ®· nªu nh÷ng ®Æc tÝnh chèng ¨n mßn cña cacbamit axit stearic. C¸c ®iÒu kiÖn t−¬ng t¸c gi÷a axit stearic vµ ure ®· ®−îc nghiªn cøu, c¸c hîp chÊt nµy cã thÓ tan ®−îc trong dÇu. C¸c nhãm amin, amit ®· ®−îc x¸c ®Þnh trong hîp chÊt nµy lµ nh÷ng chÊt øc chÕ ¨n mßn nhËn ®iÖn tö. HiÖu øng ®iÖn tö ®· ®−îc kiÓm tra vµ kÕt qu¶ thÊy r»ng c¸c hîp chÊt cacbamit nµy ph©n cùc m¹nh, cã tÝnh lo¹i n−íc tèt vµ t¹o líp mµng hÊp phô bÒ mÆt æn ®Þnh ë nhiÖt ®é cao. C¸c t¸c gi¶ trong c«ng tr×nh nghiªn cøu thùc hiÖn ph¶n øng amit hãa axit oleic tõ dÇu l¹c víi t¸c nh©n tertramin, tiÕp sau ®ã thùc hiÖn ph¶n øng imit hãa t¹o ra imidazolin hîp chÊt nµy cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ cao ®èi víi ®−êng èng thÐp trong vËn chuyÓn dÇu th«. 1.2.3. C¸c ph¶n øng amit hãa Amit cã thÓ ®−îc ®iÒu chÕ b»ng ph¶n øng gi÷a amoniac, amin bËc nhÊt vµ bËc hai víi axit cacboxylic [5], [6]: RCOOH + NH3 RCONH2 + H2O RCOOH + R’NH2 RCONHR’ + H2O RCOOH + R’2NH RCONR’2 + H2O C¸c ph¶n øng nµy t−¬ng tù nh− c¸c ph¶n øng este hãa. Chóng lµ nh÷ng qu¸ tr×nh thuËn nghÞch vµ c©n b»ng th−êng chuyÓn dÞch vÒ phÝa bªn ph¶i. CÊu t¹o cña axit còng ¶nh h−ëng ®Õn ®éng häc vµ vËn tèc ph¶n øng nµy t−¬ng tù tr−êng hîp este hãa (vÝ dô sù ph©n nh¸nh vµ sù t¨ng chiÒu dµi m¹ch cacbon cña axit sÏ lµm t¨ng h»ng sè c©n b»ng vµ gi¶m vËn tèc ph¶n øng). Amoniac vµ ®Æc biÖt lµ c¸c amin lµ nh÷ng t¸c nh©n ¸i nh©n m¹nh h¬n so víi r−îu, do ®ã sù amit hãa cã thÓ tiÕn hµnh kh«ng cÇn xóc t¸c ë nhiÖt ®é cao 200300oC trong pha láng. NÕu n−íc trong m«i tr−êng ph¶n øng ®−îc liªn tôc lo¹i ra sÏ t¨ng ®¸ng kÓ hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh. Trong mét sè tr−êng hîp riªng biÖt ng−êi ta th−êng sö dông xóc t¸c d¹ng axit nh− Al2O3. Chóng ta biÕt r»ng axit cacboxylic vµ amin (hoÆc amoniac) t¸c dông víi nhau cã 11 thÓ t¹o thµnh muèi vµ muèi sinh ra trong qu¸ tr×nh amit hãa sÏ lµm gi¶m ho¹t tÝnh cña c¸c chÊt ban ®Çu. V× vËy muèi ®Çu tiªn ph¶i ®−îc ph©n r· thµnh axit tù do vµ amin. Sau ®ã sÏ x¶y ra sù amit hãa theo c¬ chÕ: O− O− RCOOH + R’NH2 R– C – O+H2 R– C – OH R’N+H2 RCONHR’ + H2O R’NH VËn tèc ph¶n øng tû lÖ víi nång ®é axit tù do vµ amin hay amoniac. Cßn h»ng sè tèc ®é ph¶n øng ph©n r· muèi RCOO−N+H2R’ sÏ t¨ng khi t¨ng nhiÖt ®é. Do vËy cã thÓ chän nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó thóc ®Èy qu¸ tr×nh amit hãa. C¸c amit cßn cã thÓ ®iÒu chÕ trong c¸c ®iÒu kiÖn rÊt “nhÑ nhµng” tõ cloanhydrit: RCOCl + R’NH2 Æ RCONHR’ + HCl Qu¸ tr×nh amit hãa ®ãng vai trß quan träng trong c«ng nghiÖp tæng hîp h÷u c¬ c¬ b¶n vµ hãa dÇu. Axit stearic vµ c¸c axit cacboxylic ph©n tö l−îng cao khi kÕt hîp víi etanolamin t¹o thµnh etanolamit: - H2O C H –CONH–CH –CH OH 17 35 2 2 C17H35COOH + H2N–CH2–CH2OH C¸c lacton (lµ este vßng cña c¸c hîp chÊt hydroxyl cacboxylic) còng cã kh¶ n¨ng amit hãa. VÝ dô, tõ γ-butyrolecton vµ amoniac hoÆc metylamin cã thÓ tæng hîp ®−îc αpyrolydol vµ N-metylpyrolydol: + NH3 H2C – CH2 - H2O H2C H2C – CH2 H2C CO α-pyrolydol NH CO O H2C – CH2 + CH3NH2 H2C - H2O CO N-metylpyrolydol N–CH3 1.2.3.1. NhiÖt ®é ®èi víi ph¶n øng amit ho¸ Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt amit tõ axit cacboxylic cã thÓ tiÕn hµnh ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau, nh−ng c¬ b¶n ®−îc thùc hiÖn ë ba kho¶ng nhiÖt ®é nh− sau [6]: 1. NÕu c¸c chÊt ban ®Çu vµ amit t¹o thµnh Ýt bay h¬i (nh− tr−êng hîp tæng hîp amit 12 tõ c¸c axit cacboxylic cã ph©n tö l−îng cao). Trong tr−êng hîp nµy qu¸ tr×nh ®−îc tiÕn hµnh ®Çu tiªn ë nhiÖt ®é 150-200oC vµ kÕt thóc b»ng viÖc ch−ng cÊt t¸ch n−íc (trong ch©n kh«ng hoÆc ®uæi b»ng khÝ tr¬). 2. Mét trong hai lo¹i cÊu tö ban ®Çu dÔ bay h¬i (th−êng lµ amoniac hay amin). Ph¶n øng sÏ tiÕn hµnh ë 200÷300oC víi l−îng d− amoniac hoÆc amin d−íi mét ¸p suÊt nµo ®ã sao cho hçn hîp ph¶n øng n»m ë d¹ng láng. NÕu axit cacboxylic vµ amit sinh ra kÐm bay h¬i th× cã thÓ tiÕn hµnh ph¶n øng ë ¸p suÊt th−êng, nh−ng amoniac th× ®−îc nÐn tr−íc, sau ®ã sôc vµo ph¶n øng. Khi ®ã sÏ gióp viÖc t¸ch h¬i n−íc ra vµ ®ång thêi t¨ng hiÖu suÊt ph¶n øng. Trong ph−¬ng ¸n thø hai, th−êng lµ trong s¶n xuÊt amit tõ este, nhiÖt ®é ph¶n øng duy tr× ë 50÷100oC. 3. Trong mét vµi tr−êng hîp ®Æc biÖt qu¸ tr×nh amit hãa ®−îc thùc hiÖn ë pha khÝ. VÝ dô dimetylaxetamit ®−îc thu nhËn b»ng c¸ch sôc h¬i axit axetic vµ dimetylamin ë 250oC qua b×nh ph¶n øng cã chøa oxyt nh«m. 1.2.3.2. Xóc t¸c ®èi víi ph¶n øng amit ho¸ Khi thùc hiÖn ph¶n øng amit ho¸ trùc tiÕp b»ng c¸c t¸c nh©n amin m¹ch th¼ng cã träng l−îng ph©n tö trung b×nh vµ nhá, ph¶n øng x¶y ra kh«ng cÇn cã mÆt cña xóc t¸c [5], [6]. Trong khi thùc hiÖn ph¶n øng, n−íc ®−îc t¹o thµnh, cÇn ph¶i t¸ch lo¹i, viÖc t¸ch n−íc cã thÓ thùc hiÖn b»ng nhiÒu c¸ch, trong ®ã cã thÓ sö dông c¸c t¸c nh©n hót n−íc nh− c¸c muèi cña kim lo¹i nh− CaCl2, MgSO4,... nh−ng c¸c muèi nµy sÏ g©y khã kh¨n cho viÖc tinh chÕ s¶n phÈm khi kÕt thóc ph¶n øng. N−íc t¹o thµnh trong qu¸ tr×nh ph¶n øng amit ho¸ cã thÓ t¸ch dÔ dµng khi n©ng nhiÖt ®é ph¶n øng lªn trªn 150oC. Khi thùc hiÖn ph¶n øng tæng hîp c¸c amit m¹ch th¼ng víi c¸c t¸c nh©n amin, nhiÖt ®é ph¶n øng ®−îc duy tr× ë 160-170oC. C¸c amit m¹ch vßng theo [6], khi tæng hîp, ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu suÊt cao vµ cã thÓ rót ng¾n ®ùoc thêi gian ph¶n øng, c¸c axit bÐo ®−îc chuyÓn ho¸ thµnh muèi kim lo¹i. C¸c t¸c nh©n amit ho¸ ®−îc chuyÓn ho¸ thµnh muèi clohydrat ®Ó thùc hiÖn ®−îc ®iÒu nµy ng−êi ta sö dông xóc t¸c lµ axit clohydric ®Æc víi tû lÖ thÝch hîp. KÕt thóc ph¶n øng tæng hîp amit m¹ch vßng, s¶n phÈm nhËn ®−îc kh«ng tan trong n−íc, v× vËy viÖc lo¹i bá NaOH, HCl kh«ng khã kh¨n, chØ cÇn läc röa b»ng n−íc, sau ®ã kÕt tinh l¹i trong ancol vµ toluen. 13 Ch−¬ng 2 Thùc nghiÖm 2.1. Dông cô, hãa chÊt nguyªn liÖu 2.1.1. Dông cô - B×nh cÇu ba cæ, sinh hµn håi l−u, nhiÖt kÕ tù ng¾t 50÷400oC - BÕp c¸ch c¸t gia nhiÖt, thiÕt bÞ läc ch©n kh«ng - M¸y mµi, m¸y ®¸nh bãng bÒ mÆt, c¸c thiÕt bÞ thÝ nghiÖm vµ ph©n tÝch kh¸c. 2.1.2. Lùa chän nguyªn liÖu, hãa chÊt cho qu¸ tr×nh thùc nghiÖm §Ò tµi lùa chän c¸c nguyªn liÖu hãa chÊt sau cho qu¸ tr×nh thùc nghiÖm: - Nguyªn liÖu ®Çu ®Ó tæng hîp c¸c chÊt øc chÕ ¨n mßn lµ axit bÐo cã m¹ch cacbon tõ C8÷C18 nhËn ®−îc tõ qu¸ tr×nh oxy hãa parafin ph©n ®o¹n 260÷385oC cña dÇu má ViÖt Nam. Nh− vËy, cã thÓ chñ ®éng ®−îc nguån nguyªn liÖu, dÔ dµng kiÓm so¸t ®−îc chÊt l−îng nguyªn liÖu vµ tõ ®ã më ra mét h−íng øng dông míi cho c¸c axit bÐo tæng hîp. - 05 amin gåm: etanolamin, dietanolamin, 1-naphtylamin, xyclohexylamin vµ diphenylamin. §©y lµ c¸c amin th«ng dông, dÔ kiÕm. - C¸c hãa chÊt sö dông cho qu¸ tr×nh tæng hîp phô gia vµ c¸c thÝ nghiÖm lµ hãa chÊt tinh khiÕt (>99%) vµ ho¸ chÊt c«ng nghiÖp. 2.2. lùa chän ph−¬ng ph¸p tæng hîp vµ C¸c b−íc tiÕn hµnh §Ó tæng hîp c¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn kim lo¹i d¹ng amit, nhãm ®Ò tµi lùa chän ph−¬ng ¸n tæng hîp lµ amit hãa trùc tiÕp axit bÐo víi c¸c amin m¹ch th¼ng bËc 1, bËc 2; ®èi víi c¸c amin th¬m th× qua giai ®o¹n trung gian lµ t¹o clorua axit [5], [7], [9], [10]. Qu¸ tr×nh tæng hîp c¸c amit ®−îc m« t¶ cô thÓ nh− ë d−íi ®©y. 2.2.1. Tæng hîp c¸c phô gia øc chÕ ¨n mßn + Tæng hîp amit tõ hçn hîp axit bÐo vµ etanolamin CH3–(CH2)n–COOH + NH2–CH2–CH2OH --> CH3–(CH2)n–CONH–CH2–CH2OH + H2O §un håi l−u 26 g (Ph©n tö l−îng trung b×nh cña hçn hîp axit bÐo C8 ÷C18 lµ 260 ®vC; 26 g = 0,1 mol) axit bÐo vµ 6,8 g (0,11 mol) etanolamin trong b×nh cÇu 2 cæ cã l¾p sinh hµn håi l−u, m¸y khuÊy vµ nhiÖt kÕ. Duy tr× hçn hîp ph¶n øng ë nhiÖt ®é 150 ÷ 160oC trong 4 h. Sau ®ã cho vµo b×nh ph¶n øng 0,038 mol KOH r¾n vµ ®un håi l−u ph¶n øng ë nhiÖt ®é 1000C trong 4 h n÷a. Sau ®ã hçn hîp ®−îc cÊt lo¹i n−íc vµ etanolamin d− thu lÊy s¶n phÈm ë d¹ng dÇu. 14 + Tæng hîp amit tõ hçn hîp axit bÐo vµ dietanolamin (CH2)2 – OH O RCOOH + H – N (CH2)2-OH RC – N + H2O (CH2)2 – OH (CH2)2-OH §un håi l−u trong vßng 4 h ë nhiÖt ®é 160÷170oC 26 g axit bÐo (0,1 mol) vµ 10,5 g (0,1 mol) dietanolamin. CÊt lo¹i n−íc thu s¶n phÈm d¹ng dÇu, tan trong etanol, axeton, xylen. + Tæng hîp amit tõ hçn hîp axit bÐo vµ diphenylamin RCOOH + NaOH RCOONa + HN(C6H5)2 105oC RCOONa + H2O 140÷150oC HCl đ RCON(C6H5)2 + NaOH Trung hßa 26,0 g (0,1 mol trung b×nh) axit bÐo b»ng 20 ml dung dÞch NaOH 25% trong cèc thñy tinh 250 ml ë nhiÖt ®é 90oC, tiÕp tôc n©ng nhiÖt ®é lªn ®Õn 105oC ®Ó lo¹i hÕt n−íc ra khái muèi cña axit bÐo. Cho tõ tõ 16,9 g (0,1mol) diphenylamin vµ 12 ml axit HCl ®Æc vµo, kÕt hîp víi khuÊy vµ gia nhiÖt ph¶n øng lªn ®Õn 140÷150oC trong vßng 1h. Läc, röa chÊt r¾n thu ®−îc b»ng H2O ®Õn m«i tr−êng trung tÝnh, sau ®ã sÊy kh« vµ kÕt tinh l¹i s¶n phÈm trong hçn hîp cån:toluen (2:1), thu ®−îc 20,8 g s¶n phÈm lµ chÊt r¾n mµu vµng nh¹t, tan trong etanol, benzen, axeton, toluen, kh«ng tan trong n−íc. + Tæng hîp amit tõ hçn hîp axit bÐo vµ 1-naphtylamin RCOOH + NaOH 105oC RCOONa + H2O NH2 RCOONa + HN – COR 160÷170oC HCl đ + NaOH Trung hßa 26,0 g (0,1 mol trung b×nh) axit bÐo b»ng 20 ml dung dÞch NaOH 25% trong cèc thñy tinh 250 ml ë nhiÖt ®é 90oC, tiÕp tôc n©ng nhiÖt ®é lªn ®Õn 105oC ®Ó lo¹i hÕt n−íc ra khái muèi cña axit bÐo. KhuÊy vµ cho tõ tõ 14,3 g (0,1 mol) 1-naphtylamin vµ 12 ml axit HCl ®Æc vµo, ®un nãng ph¶n øng lªn ®Õn 160÷170oC trong vßng 1h15 phót. S¶n phÈm lµ chÊt r¾n kÕt tña trong cèc ®−îc läc, röa b»ng n−íc cho tíi khi kh«ng cßn m«i tr−êng axit, pH = 6,5÷7 råi ®−îc sÊy kh« vµ kÕt tinh l¹i trong hçn hîp cån:toluen (2:1), thu ®−îc 20 g s¶n phÈm lµ chÊt r¾n mµu x¸m tr¾ng, tan trong etanol, benzen, axeton, kh«ng tan trong n−íc. 15 + Tæng hîp amit tõ hçn hîp axit bÐo vµ xyclohexylamin Cho 26,0 g axit bÐo vµo b×nh cÇu 3 cæ cã l¾p c¸nh khuÊy vµ phÔu nhá giät. KhuÊy ®Òu hçn hîp råi nhá tõ tõ 9,9 g xyclohexylamin C6H11NH2 tõ phÔu nhá giät, võa khuÊy trén võa duy tr× hçn hîp ph¶n øng ë 80÷90oC cho ®Õn khi nhá hÕt amin, tiÕp tôc khuÊy thªm kho¶ng 30 phót; sau ®ã tõ tõ n©ng nhiÖt ®é 150÷160oC vµ duy tr× ë nhiÖt ®é ®ã trong kho¶ng 3 h. S¶n phÈm thu ®−îc lµ d¹ng paste mµu n©u nh¹t. RCOOH + C6H11NH2 to RCONHC6H11 + H2O 2.2.2. Pha chÕ dÇu thñy lùc vµ chÊt láng gia c«ng kim lo¹i DÇu gèc kho¸ng lùa chän cho qu¸ tr×nh pha chÕ lµ SN 500 vµ SN 150. §©y lµ hai lo¹i dÇu gèc cã chÊt l−îng kh¸ tèt vµ thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn sö dông ë ViÖt Nam (c¸c chØ tiªu nhiÖt ®é ®«ng ®Æc vµ chØ sè ®é nhít phï hîp), chóng th−êng ®−îc sö dông ®Ó pha chÕ dÇu thñy lùc vµ chÊt láng gia c«ng kim lo¹i. DÇu thñy lùc vµ chÊt láng gia c«ng kim lo¹i lµ nh÷ng lo¹i dÇu b«i tr¬n chuyªn dông cã chøc n¨ng b¶o qu¶n vµ chøc n¨ng lµm viÖc nh− mét lo¹i dÇu th«ng th−êng, v× vËy ®Ò tµi ®· chän ph−¬ng ph¸p lµ pha phô gia UCAM tæng hîp vµo hçn hîp dÇu SN 500 vµ SN 150 (c¸c tÝnh chÊt lý ho¸ ®−îc nªu ë phÇn sau) cho qu¸ tr×nh pha chÕ. 2.3. C¸c ph−¬ng ph¸p kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ 2.3.1. C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch tÝnh chÊt hãa lý Xuyªn suèt qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm, nguyªn liÖu, c¸c s¶n phÈm trung gian vµ c¸c s¶n phÈm cuèi cïng cã nhiÒu chØ tiªu chÊt l−îng ®−îc x¸c ®Þnh bëi c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch sau [31]: - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tû träng dÇu má vµ s¶n phÈm dÇu má (ASTM D941) - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é nhít (ASTM D445) - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ph©n tö l−îng cña dÇu má (ASTM D2502) - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nhiÖt ®é ®«ng ®Æc cña dÇu má (ASTM D97) - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nhiÖt ®é chíp ch¸y cèc hë (ASTM D92) - Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chØ sè axit TAN (ASTM D974) 2.3.2. C¸c ph−¬ng ph¸p thö tÝnh n¨ng 2.3.2.1. Thö kh¶ n¨ng ®Èy n−íc, chÊt ®iÖn ly cña c¸c phô gia UCAM tæng hîp [27] a. Pha chÕ dung dÞch chÊt ®iÖn ly vµ dung dÞch cã pha chÊt øc chÕ - Pha NaCl ®Ó ®−îc dung dÞch 3%. 16 - C¸c chÊt øc chÕ ®−îc pha víi hµm l−îng lµ 1% trong dÇu gèc SN-500 vµ dÇu gèc tæng hîp polyeste. Qu¸ tr×nh thö nghiÖm cã kÕt hîp so s¸nh ®èi chøng víi mÉu dÇu th−¬ng m¹i t−¬ng øng. b. ChuÈn bÞ mÉu thÐp MÉu thÐp dïng thö nghiÖm lµ lo¹i thÐp CT-3 cã kÝch th−íc 50x50x2 mm, cã ®ôc lç treo víi ®−êng kÝnh lµ 4 mm ®−îc ®¸nh bãng theo tiªu chuÈn (nh− quy tr×nh thö nghiÖm kh¶ n¨ng UCAM b»ng ph−¬ng ph¸p tæn hao khèi l−îng) vµ ®−îc röa s¹ch, sÊy kh«. c. Thö nghiÖm C¸c mÉu thÐp ®−îc chuÈn bÞ ë môc 2 ®−îc ng©m trong dung dÞch n−íc muèi 3% trong thêi gian lµ 3 phót, nhÊc ra vµ treo theo chiÒu th¼ng ®øng trong thêi gian 30 phót. C¸c mÉu thÐp ®−îc ®¸nh sè tõ 1÷19; lÇn l−ît c¸c mÉu tõ 2÷19 ®−îc nhóng vµo c¸c dung dÞch cã pha chÊt øc chÕ vµ mÉu dÇu ®èi chøng ë nhiÖt ®é 60oC thêi gian lµ 30phót. TiÕp ®ã c¸c mÉu thÐp ®−îc treo trong m«i tr−êng kh«ng khÝ 30 phót vµ sau ®ã ®−îc ®−a vµo thö nghiÖm trong tñ khÝ hËu G-4. Sau thêi gian 24 h, c¸c mÉu thÐp ®−îc lÊy ra vµ ®¸nh gi¸ møc ®é ®Èy n−íc vµ chÊt ®iÖn ly khái bÒ mÆt cña c¸c dung dÞch cã pha chÊt øc chÕ tæng hîp. ViÖc ®¸nh gi¸ ®−îc thùc hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh sù thay ®æi khèi l−îng. 2.3.2.2. TÝnh øc chÕ ¨n mßn cña phô gia tæng hîp theo ph−¬ng ph¸p tæn hao khèi l−îng ASTM G46-94 - Nguyªn t¾c: Dùa trªn sù thay ®æi khèi l−îng mÉu kim lo¹i (thÐp CT-3, nh«m, ®ång) sau mét thêi gian ng©m nhóng trong m«i tr−êng ¨n mßn cã vµ kh«ng cã chÊt UCAM ®Ó ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña chÊt øc chÕ [34]. - §¸nh gi¸: Kh¶ n¨ng UCAM cña chÊt øc chÕ ®−îc ®¸nh gi¸ th«ng qua ®é t¨ng gi¶m khèi l−îng mÉu sau mét ®¬n vÞ thêi gian trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch bÒ mÆt. HiÖu qu¶ b¶o vÖ ®−îc x¸c ®Þnh dùa trªn møc ®é b¶o vÖ Z. m o _ m ∆m = S× t S× t ρo _ ρ Z= × 100% ρo ρ= (2-1) (2-2) Hay: Z= ∆m k _ ∆m c × 100% ∆m k (2-3) Trong ®ã: ρ, ρo lµ tèc ®é ¨n mßn khi cã vµ kh«ng cã chÊt øc chÕ ∆m: ®é t¨ng, gi¶m khèi l−îng mÉu 17