水溶性咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能评

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咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究摘要：随着金属材料在工业生产和日常生活中的广泛使用，金属的腐蚀问题日益严重，因而对于防腐蚀技术的研究变得尤为重要。

本研究以咪唑啉型缓蚀剂为研究对象，通过合成、实验分析以及性能测试等方法，对其缓蚀性能和机理进行了深入研究，为金属材料的腐蚀防护提供了新的思路和方法。

1. 引言金属材料在各个行业中广泛应用，但受到腐蚀的威胁。

为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们一直致力于寻找有效的缓蚀剂，其中咪唑啉型缓蚀剂因其良好的缓蚀性成为研究的热点。

2. 咪唑啉型缓蚀剂的合成本研究采用了溶液法，通过特定配比将苯胺、醋酸、甲醛等原料按一定比例混合并进行反应，最终得到咪唑啉型缓蚀剂。

合成过程中需要控制反应时间、温度等因素，以保证产物的纯度和良好的缓蚀性能。

3. 咪唑啉型缓蚀剂的性能测试通过扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)等测试手段，对合成的咪唑啉型缓蚀剂进行了表面形貌和成分分析。

结果表明，所得到的咪唑啉型缓蚀剂表面均匀，成分纯净，并且具有一定的缓蚀性能。

4. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能研究为了评价咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能，选取常见的金属材料作为试验对象，通过电化学测试方法测量其腐蚀电位和极化电阻等参数。

实验结果表明，咪唑啉型缓蚀剂能够有效减缓金属的腐蚀速度，并且具有一定的缓蚀效果。

5. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀机理研究通过红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对咪唑啉型缓蚀剂进行表征和分析，揭示出其缓蚀机理。

结果显示，咪唑啉型缓蚀剂在金属表面形成了一层致密的缓蚀膜，有效隔绝了金属与环境中的腐蚀介质的接触，从而起到了缓蚀的作用。

6. 结论本研究通过对咪唑啉型缓蚀剂的合成、性能测试和机理研究，验证了咪唑啉型缓蚀剂具有较好的缓蚀性能和机理。

因此，在金属材料的腐蚀防护中，咪唑啉型缓蚀剂具有广阔的应用前景，并为其他缓蚀剂的研究提供了新的思路和方法。

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

（北京中腐防蚀科技发展公司生产）Ｖｅｔｒ３；ｃｏ一３红外光谱仪（国生产）Ｓ５０型扫描电子显微镜德；－２
（日本日立公司生产）。
分
质量浓度／Ｌｇ・
Ｍｇｚ・６ｚＣｌＨＯＮａＳ２Ｏ４・１０Ｈ２ＯＮａＨＣＯ３
吴鲁宁由庆。，
（－胜利油田胜利工程设计咨询有限公司科研所，营２７２；．中国石油大学石油工程学院）１东５０６２
摘要以棕榈酸、乙烯三胺为原料合成咪唑啉，对其进行水溶性改性制备了咪唑啉型缓蚀二并
蚀剂产品ＹＧ１－。
油田水矿化度高，有溶解氧、氧化碳和硫含二
化氢等腐蚀性气体，导致油田设备管道腐蚀。目易前，大油田最常使用的方法是添加缓蚀剂，经各既
济有效又不影响油田的正常生产。水溶性咪唑啉型缓蚀剂以其独特的分子结构及优异的缓蚀性能
Ｙ－Ｇ２后Ａ３的表面形貌。研究结果表明，３钢在Ｏ℃下加入复配缓蚀体系Ｙ２有效地抑制饱和Ｇ能
Ｃ。的高矿化度盐水对Ａ３的腐蚀，使用浓度为２／Ｏ钢其０ｍｇＬ时，蚀率达到９．％，蚀速率仅缓８５腐
为００９ｍｍ／，好于我国石油天然气行业标准规定的指标。．０ａ远

微溶剂法合成咪唑啉缓蚀剂及性能评价

价。并研究了缓蚀剂与ＫＩ复配后的缓蚀效果。结果表明，缓蚀效果随缓蚀剂浓度增加而增强，咪唑啉季铵盐的缓蚀性优于未季铵化的咪唑啉，缓蚀剂与Ｋｌ复配后的缓蚀效果明显增强。极化曲线法标明咪唑啉季铵盐质量浓度为２５０ｍｇ／Ｌ，参与复配ＫＩ质量浓度为１５０ｍｇ／Ｌ时，其在２ｏ℃的１ｍｏｌ／ＬＨｚＳ０４腐蚀环境中的缓蚀率可达到９８．２。
摘要：以油酸和羟乙基乙二胺为原料，甲苯作溶剂，采用微溶剂法经过酰胺化和成环反应合成咪唑啉缓蚀剂（１），又通过与氯化苄
进行季铵化反应得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂（２），改善了水溶性。使用挂片失重法和电化学Ｔａｆｅｌ极化曲线法对缓蚀剂产５
文章编号：２０９５ —０４１１（２０１５）０２ — ００１卜Ｏ５
微溶剂法合成咪唑啉缓蚀剂及性能评价
林富荣，崔存凤
（江苏省精细石油化工重点实验室（常州大学），江苏常州２１３１６４）
ＬＩＮＦｕ — ｒｏｎｇ，ＣＵＩＣｕｎ — ｆｅｎｇ
（ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｉｎｅＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ２１３１６４，Ｃｈｉｎａ）

新型水溶性咪唑啉缓蚀剂的制备及性能研究

（１）失重法
ａ）静态失重法：采用ＳＴ０８ — １挂片高精度恒温水浴锅测试ＴＯｌＤ缓蚀剂在静态条件下的缓蚀性能。腐
蚀介质为１０００ｍｇ／ＬＨＣＩ＋２００ｍｇ／ＬＨ２Ｓ溶液；缓蚀剂浓度为１２．５￣１００ｍｇ／Ｌ；温度为５０～９０ ℃；时间为３￣１５
洗，以除去其表面油污、水汽或杂屑，冷风吹干，存于干燥器中，３０ｍｉｎ后用分析天平称重。取３次平均值，
精度为 ±０．３ｍｇ。
１．２咪唑啉合成方法及路线
在四口烧瓶中，加入摩尔比为１：１．１的妥尔油酸和二乙烯三胺以及少量的硼酸，再加人５０ｍｌ的二甲苯作为溶剂和携水剂，通人氮气进行保护，反应温度先控制在１３０～１６０ ℃进行酰胺化２～４ｈ，再迅速升温至
炼油厂中广泛存在着ＨＣ１一ＨＳ — Ｈ０介质对金属设备的低温腐蚀。添加缓蚀剂是能防止金属腐蚀的有
效手段，利用缓蚀剂抑制腐蚀具有设备简单、使用方便、投资少、收效快等优点，在石油、化工、钢铁、机械、动力和运输等部门广泛使用，并已成为十分重要的防腐蚀方法之一。咪唑啉缓蚀剂无特殊的刺激性气味，结构稳定性优良，毒性低，属于绿色环保缓蚀剂。通常由脱水合成的咪唑啉为油溶性，不易分散在介质当中，因此需要对合成的咪唑啉进行改性以提高它的水溶性和分散性，从而提高其缓蚀性能。由于季铵化的反应较易控制，目前更多的是利用季铵化试剂对咪唑啉进行水溶性改性。目前国内外主要是采用油酸、环烷酸、月桂酸等为原料合成咪唑啉缓蚀剂。妥尔油是粗妥尔油经减压精馏得到的，而粗妥尔油是纸浆厂从纸浆废液中回收的一种副产品。妥尔油主要由５０％一６０％的松香酸、３０％～４０％的油酸和亚油酸所组成。本文采用妥尔油酸作为原料，将其与二乙烯三胺反应合成咪唑啉，

咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究

咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究摘要：本文是关于咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究的综述。

随着工业的快速发展，在金属材料的使用过程中常常会受到腐蚀的影响。

因此，寻找优良的缓蚀剂用于保护金属材料的腐蚀成为研究的热点之一。

咪唑啉类化合物由于其优异的电子传输性质和缓蚀性能，已经成为了腐蚀化学研究的重要领域。

本文对咪唑啉类缓蚀剂的合成方法进行了综述，并对其在金属材料缓蚀方面的性能进行了研究。

关键词：咪唑啉类缓蚀剂；合成；性能研究1. 引言随着现代工业的飞速发展，各类金属材料广泛应用在航空、汽车、建筑等领域。

然而，金属在使用过程中往往会受到腐蚀的破坏，给材料的使用寿命和安全带来了不可忽视的问题。

为了延长金属材料的使用寿命和保障其安全可靠的性能，研究优良的缓蚀剂是至关重要的。

2. 咪唑啉类缓蚀剂的合成方法咪唑啉类化合物具有优异的电子传输性质和缓蚀性能，因此成为了目前研究的热点之一。

常见的合成咪唑啉类化合物的方法包括电化学合成法、化学合成法和生物合成法等。

其中，电化学合成法通过在电解质和阳极之间施加电压来合成咪唑啉类化合物，具有操作简便、高效率等优点；化学合成法则利用咪唑和其他化合物的反应来制备咪唑啉类缓蚀剂，该方法具有多样性和反应旺盛的特点；生物合成法通过微生物与底物的反应来生成咪唑啉类化合物，该方法对环境友好并且反应步骤相对简单。

3. 咪唑啉类缓蚀剂的性能研究咪唑啉类化合物有着良好的缓蚀性能，其缓蚀机理主要表现为对金属表面形成致密且稳定的保护膜，从而减少金属与腐蚀介质的接触，阻止了腐蚀反应的进行。

为了进一步提高咪唑啉类化合物的缓蚀性能，研究者还进行了不同方面的性能研究。

例如，研究了咪唑啉类缓蚀剂在不同腐蚀介质中的效果，以及改变其分子结构对缓蚀性能的影响等。

实验结果显示，咪唑啉类缓蚀剂在酸性和碱性介质中的缓蚀性能较好，且改变分子结构对其缓蚀性能具有显著影响。

4. 结论本文对咪唑啉类缓蚀剂的合成方法和性能进行了综述。

新型咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

作者简介：刘忠运（1984-），男，湖北荆州人，硕士研究生，主要从事油田化学方面的研究工作。

（E-mail ：liuzhongyun2006@ ）收稿日期：2009-06-26第39卷第4期2009年8月精细化工中间体FINE CHEMICAL INTERMEDIATESVol.39No.4August 2009!!!!!!!!!!!!!!!!!!功能材料新型咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究刘忠运1，李莉娜2，张大椿1，吴大伟1（1.长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室，湖北荆州434023；2．天津理工大学化学化工学院，天津300384）摘要：合成了一种复合缓蚀剂YHX-4，研究了其在二氧化碳／硫化氢共存条件下的缓蚀性能。

研究表明，在n （油酸）∶n （二乙烯三胺）∶n （硫脲）∶n （氯化苄）=1∶1.4∶1∶1.2、成环反应最高温度220℃、成环时间8h ；季铵化反应温度90℃、时间3h 条件下可合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂YHX-3，目标产物经红外表征。

将YHX-3与自制的4种物质：炔氧甲基烷基苄基季铵盐（HPOMAQ ）、丁炔二醇（BOZ ）、磷酸三乙酯（TEP ）、增效剂SA 进行复配［m （YHX-3）∶m （BOZ ）∶m （HPOMAQ ）∶m （TEP ）∶m （SA ）=30∶8∶8∶3∶1］得缓蚀剂YHX-4，其在二氧化碳／硫化氢共存的腐蚀介质中静态缓蚀率大于92%，动态缓腐蚀率大于88%。

关键词：咪唑啉季铵盐；缓蚀剂；缓蚀率；合成中图分类号：TG174.42文献标识码：A文章编号：1009-9212（2009）04-0039-05Research on the Synthesis and Anti-corrosive Performance of Novel Imidazoline Corrosion Inhibitors LIU Zhong-yun 1，LI Li-na 2，ZHANG Da-chun 1，WU Da-wei 1（1.Key Laboratory of Oil and Gas Drilling and Production Engineering ，Yangtze University ，Jinzhou 434023，China ；2．Chemistry and Chemical Engineering College ，Tianjin University of Technology ，Tianjin 300384，China ）Abstract ：Compound YHX-4was prepared and its corrosion inhibition properties were studied under the CO 2／H 2S coexistence conditions.Results indicated that the optimum conditions for synthesizing imidazoline quaternary -ammonium -salts corrosion inhibitor （YHX -3）were ：n （oleic acid ）∶n （diethylenetriamine ）∶n（thiourea ）∶n （benzyl chloride ）=1∶1.4∶1∶1.2，the cyclization reaction lasted for 8h at the highest temperatureof 220℃，and then quaternized for 3h at 90℃.The structure of the product was proved with infrared spectrum.Corrosion inhibitor YHX -4was then composed of YHX -3and other four self -made substances including HPOMAQ ，BOZ ，TEP and SA ［m （YHX-3）∶m （BOZ ）∶m （HPOMAQ ）∶m （TEP ）∶m （SA ）=30∶8∶8∶3∶1］.The efficiencies of its static and dynamic corrosion inhibition in the CO 2／H 2S medium were more than 92%and 88%,respectively.Key words ：imidazoline quaternary-ammonium-salt ；corrosion inhibitor ；corrosion efficiency ；synthesis 1前言酸性气田开发过程中，井筒及地面管网腐蚀的防护是首要解决的众多问题之一［1~3］。

水溶性咪唑啉酰胺的合成及其缓蚀性能

试剂有多乙烯多胺 (分析纯 , 北京金龙化学试
剂厂生产 ) ;冰乙酸 (分析纯 , 天津市试剂二厂生产 ) ;壬酸 (分析纯 ,沈阳市新西试剂厂生产 ) ;甲苯 (分析纯 , 沈阳市兴顺化学试剂厂生产 )
1.2 水溶性咪哇琳酞胺反应原理在甲苯回流条件下 , 壬酸冰乙酸与多乙烯多
缓蚀性能进行了研究结果表明, 咪吹琳统胺是水溶性良好的化合物 ,在 H C 一H ZS 体系中缓性性能 I
优异 , 其缓性率随咪吐琳统胺质量浓度的增加而增大 , 当质量浓度为巧 m 扩L 时, 其缓性率可达 8 % 0
以上
关键词 :咪哇琳醉胺
中图分类号 :兀 17 .4 4 2
32 8 5
155 7
Cm 一和
m 一吸收峰证明有酞胺基存在 , 1657 em 一处
第2 期
刘公召等 . 水溶性咪哇琳酞胺的合成及其缓蚀性能
2 .3.2 时间对缓蚀率的影响腐蚀介质中咪噢琳酞胺的质量浓度为 5 1 m 岁L , 室温时缓蚀率随时间的变化曲线见图 3
在此过程中上步反应得到的脂肪酞胺脱水生成五
收稿日期 :2以一0 一 ;修稿日期 :2以为一1 一2 为 9 2 1 0 作者简介 :刘公召(1% 3 一)男 , 教授博士大学理学院主要从事精细石油化学品开发及核心期刊上发表论文 3 多篇 0 现在沈阳工业已在国内重要
从图 2 可以看出, 在腐蚀介质中加人少量的咪哇琳酞胺就对碳钢有很好的缓蚀效果随着咪哇琳酞胺添加量的增加 , 缓蚀率逐渐提高 , 当咪哇琳酞胺质量浓度达到巧 m 群L 时 , 其缓蚀率达到

咪唑啉缓蚀剂的合成与抗CO_2腐蚀性能评价_王科林

图1 1号咪唑啉化合物的红外谱图咪唑啉抗CO
腐蚀性能评价
2
通过改变影响缓蚀性能的几个因素：缓蚀剂浓度、腐蚀温度以及腐蚀时间，在常压下，模拟饱和腐蚀介质中对1号缓蚀剂做进一步评价。

最后通过极化曲线测试来对缓蚀机理做初步探讨。

缓蚀性能研究
缓蚀剂浓度的影响
图2 缓蚀剂浓度对极化曲线的影响
从图2可知，添加缓蚀剂后金属的自腐蚀电位发生了正移，有可能是随着缓蚀剂浓度的增加铁离子
进入溶液克服的表面能增加，从而单位时间内进入
溶液的铁离子减少。

(2)在饱和CO
2
模拟采出水中加入70mg/L的缓蚀剂，考察了在30℃、50℃、70℃、90℃时的极化曲
线，结果如图3所示。

图3 温度对极化曲线的影响
从图3可知，随着温度的升高，金属的自腐蚀电位呈下降趋势，腐蚀电流增加，这有可能是温度的温度对缓蚀效率的影响
平均腐蚀速率(mm/a)合成缓蚀剂
缓蚀效率(%)
0.07 0.098 0.172 0.28181.53 74.14 54.62 25.86
腐蚀时间对缓蚀效率的影响
钢失重(g)平均腐蚀速率
(mm/a)
合成缓蚀剂。

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀行为

引言
咪唑啉作为缓蚀剂于１４９９年首次在美国获得专利［目前已经广泛应用于油田［其用量约占 ¨，，缓蚀剂总用量的９％左右。于锅炉管道的水环境０对
１０１ ℃下回流２ｈ将反应物冷却至１０，８～２０，４ ℃ 减
ＣＣ２５０／ＮａＯ的水溶液。锅炉压力为ａＩ和０ＬＨＣ３ｍｇ０１ａ容量为１０ｍＬ．，ＭＰ００。运行７ｈ，出试片，２后取洗净，干燥，称质量。根据试片质量变化计算试片的腐蚀速率和缓蚀剂的缓蚀效率。
司；水氯化钙，析纯，京化学试剂公司；化无分北氯苄，化学纯，北京化工厂；蚀试片，准２＃腐标０碳钢，尺寸７ｍｍ×１０３ｍｍ×１５．ｍｍ，苏淮阴医疗器材江
厂。
的凝结水系统中。模拟锅炉进水为含有２０ｍｇＬ５／
素，烷基咪唑啉衍生物在锅炉水中对碳钢的缓蚀率可达８％以上，Ｏ缓蚀剂强烈地抑制了腐蚀的阳极溶解过程，阴对
极去极化过程也有一定的抑制作用，可认为是碳钢的以阳极为主的混合性缓蚀剂。该缓蚀剂抑制腐蚀的原因是在碳钢表面缓蚀剂吸附成膜，有效阻挡了钢表面与水的接触。关键词：咪唑啉；缓蚀剂；制备工艺；锅炉水中图分类号：Ｇ７．２Ｔ１４４
加缓蚀剂时的腐蚀率，／ｍ２ｈ；为加入缓蚀剂ｇ（・）Ｒ１后的腐蚀率，／ｍ２ｈ。ｇ（・）１５电化学测试．

新型咪唑啉缓蚀剂的合成及性能评价

维普资讯
６
ＡＶＤＡ
Ａ
细
石
油
化
工
进
展
ＮＳＩＦＮＥＥＴＲＯＣＨＥＭＩＡＬＳＣＥＮＩＰＣ
第９卷第８～ ’ 一 ’ 期
气孔、裂纹等，果有，如试件不宜采用。然后将钢
片放人沸程为６９Ｏ一Ｏ℃ 的石油醚或丙酮中，再用
中的腐蚀，与无水亚硫酸钠的复配体系对Ａ３钢具有较强的缓蚀能力。
关键词缓蚀剂咪唑啉合成缓蚀性能
Ｃ１Ｈ３ｃＯＯＨ＋ＮＨ２７３ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２
海上钻探过程中，以海水为基液的许多工作液，如钻井液、完井液等，对管线、具及其他设备钻的腐蚀相当严重，在普遍使用的防护方法是在现工作液中加人缓蚀剂。眯唑啉缓蚀剂由于毒性低，能高等优点，来越受到重视… 。效越咪唑啉型缓蚀剂在油田水、海水等特殊水质条件中的应用，国外报道的较多，国内研制的品而种甚少，由于成本较高，且目前推广应用较难。本文所述研究用简单方法合成了一种新型咪唑啉缓蚀剂，通过对反应条件的优化，产品成本降低，使产率提高；通过红外光谱验证了实验的可行性；并
第一步合成反应中油酸与二乙烯三胺摩尔比对产
品缓蚀性能的影响，果见表２结。表２油酸与二乙烯三胺摩尔比对缓蚀性能的影响
项目

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N
N CH2CH2OH
安装分水器，接通冷凝回流系统，通入循环水，升温至 150 ℃左右时，二甲苯回流，反应生成的水与二甲苯以共沸物的形式带入分水器中，至分水器中无水滴生成，升温继续反应 2 h，将分水装置换成减压装置，蒸出未反应的多乙烯多胺与二甲苯溶剂，得到淡黄色咪唑啉中间体。将咪唑啉中间体加热搅拌，用滴液漏斗向烧瓶内滴加氢氧化钠和丙烯酸甲酯，烷基化改性后冷却保存。将合成产品中分多次缓慢加入季铵化试剂氯化苄，反应后得最终产品。其他 3 种类型的咪唑啉季铵盐的合成方法同上。 1.2 水溶性实验
由图 1 可以看出，在 1 568 cm-1 处为 N-H 的变形振动，表明有仲胺 N-H 键的存在；在 2 968 cm-1 和 2 878 cm-1 处为—CH3 的不对称伸缩振动和—CH2 的对称伸缩振动；同时在 1 469 cm-1 处出现了 CH3 伸缩振动峰，可以推测分子中存在 CH3 和 CH2；1 651 cm-1 处为 N=C 伸缩振动，咪唑啉环上亚胺基的特征吸收峰；1 651 cm-1 吸收峰为 C=N 键伸缩振动峰，
剂的水溶性见表 1 。
表 1 不同体积分数咪唑啉季铵盐的水溶性
Table 1 Water-solubilities of imidazoline quaternary
ammonium with different volume fraction
咪唑啉季铵盐
1% 5%
10%
20%
硬脂酸+二乙烯三胺
溶解溶解少量沉淀少量沉淀
图 3 A3 碳钢在腐蚀介质中的极化曲线 Fig.3 Polarization curves of A3 carbon steel in corrosive
medium
表 2 A3 碳钢在加缓蚀剂和空白腐蚀介质中的电化学参数
Table 2 Electrochemical parameters of A3 carbon steel in medium with and without corrosion inhibitors
图 2 缓蚀剂浓度与缓蚀率的关系 Fig. 2 Relationship of corrosion inhibitor concentration and inhibition efficiency
用静态挂片失重法测量缓蚀率时，可以观察到挂片表面有大量氢析出，同时钢片会慢慢溶解，这种腐蚀为均匀活性析氢腐蚀。而加缓蚀剂后溶液中的试片均看不到此现象。
分别配制质量分数为 1%，5%，10%和 20%的
收稿日期： 2011-12-20 作者简介：胡倩（1987-），女，辽宁葫芦岛人，研究生，辽宁石油化工大学分析化学专业。研究方向：石油化工产品分析。E-mail：huqianhld@。通讯作者：雷良才，男，博士后，研究方向：功能高分子。E-mail：polymer@。
好的缓蚀作用，而且阴极极化曲线的塔菲尔斜率明
显增大，阳极极化曲线的塔菲尔斜率也增大，但变
化没有阴极极化曲线的大。由此可以断定，咪唑啉
季铵盐缓蚀剂对阳极过程和阴极过程均有抑制作
用，但对阴极的抑制作用强于对阳极的抑制作用，
缓蚀剂在碳钢表面形成具有吸附作用的保护膜，是产生优良缓蚀作用的主要原因。
由腐蚀电流可算出缓蚀率(表 2) 极化曲线求得
1 实验部分
1.1 咪唑啉缓蚀剂的合成以有机酸和多胺为原料合成咪唑啉的反应原理
分别取有机酸，多乙烯多胺和二甲苯适量放入三口
烧瓶中，油浴使之混合完全。
CH3(CH2)7COOH + NH2CH2CH2NHCH2CH2OH H2O
CH3(CH2)7CONH(CH2)2NH(CH2)2OH CH3(CH2)7CONH(CH2)2NH(CH2)2OH H2O CH3(CH2)7C
酯为烷基化试剂、氯乙酸钠为季胺化试剂分别合成新型的咪唑啉缓蚀剂。采用红外光谱对产物进行分析表征，
考察咪唑啉缓蚀剂的溶解度及水溶液的稳定性，用静态失重法和电化学法研究了缓蚀剂与有机胺类复配后在
HCl 腐蚀介质中的缓蚀性能。结果表明，合成的咪唑啉季铵盐水溶性良好，复配后在 HCl 体系中缓蚀率达到 85%
以上，且是以阴极型为主的复合型缓蚀剂。
关键词：咪唑啉缓蚀剂; 水溶性; 缓蚀性能
中图分类号：TQ 252
文献标识码： A
文章编号： 1671-0460（2012）02-0137-03
Synthesis and Characterization of High Water-soluble Imidazoline Corrosion Inhibitor
第 41 卷第 2 期 2012 年 2 月
当代化工 Contemporary Chemical Industry
Vol.41，No.2 February，2012
水溶性咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能评
胡倩，雷良才，杨雪娇，陈岩
（辽宁石油化工大学，辽宁抚顺 113001）
摘
要：采用硬脂酸、壬酸、二乙烯三胺和羟乙基乙二胺为原料，合成了四种咪唑啉母体，以丙烯酸甲
HU Qian，LEI Liang-cai，YANG Xue-jiao，CHEN Yan
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China）
Abstract：Four kinds of imidazoline matrixes were synthesized from stearic acid , pelargonic acid , diethylenetriamine and 2-(2-aminoethylamino)ethanol,then high water-soluble imidazoline corrosion inhibitors were prepared with methacrylate as alkylating reagent, sodium chloroacetate as quaternary ammonium reagent. Products were characterized by IR analysis, aqueous solubility and stability of imidazoline corrosion inhibitors were examined, inhibition performances in HCl were evaluated by static weight-loss method and electrochemical method. The results show that imidazoline corrosion inhibitors have well aqueous solubility, inhibition efficiency in HCl is above 85%. Key words: Imidazoline corrosion inhibitor; Water-soluble; Inhibition performance
138
当代
咪唑啉缓蚀剂，室温条件下观察 4 种缓蚀剂静置 48
h 时是否浑浊和分层。
1.3 失重实验试样材料为 A3 碳钢来自规格为 50 mm×20 mm×
1 mm。用砂纸逐级打磨，使其光滑平整，分别用蒸
馏水、乙醇和丙酮洗净，冷风吹干放入干燥器中恒
重后称重，。然后将试片悬挂在不同质量浓度咪唑啉
缓蚀剂质量分数为 10%的 HCl 腐蚀介质中,在恒温
蚀作用。
化学测试所得到的结果是动态值，而失重法得到的
图 3 是 3%HCl 溶液中不添加缓蚀剂、添加 0.2% 结果是平均值，但总的变化趋势一致。
和 1.0%的水溶性最好的咪唑啉季铵盐缓蚀剂（原料
为壬酸、羟乙基乙二胺）的极化曲线对照图。
由图 3 可看出，添加缓蚀剂后，腐蚀电流密度
较空白 HCl 溶液有明显降低，表明缓蚀剂起到了很
缓蚀剂加量/(mg·L-1)
ba / mV
bc / mV
E / mV
I /(mA·cm-2)
缓蚀率,%
0
137
167
-439
8.8816×10-6
20
221
183
-426
9.7134×10-7
89.07
3 结论
以硬脂酸、壬酸、二乙烯三胺和羟乙基乙二胺为原料，合成了 4 中咪唑啉中间体，丙烯酸甲酯为烷基化试剂、氯乙酸钠为季胺化试剂分别合成新型的咪唑啉缓蚀剂。合成的咪唑啉缓蚀剂溶解度良好，有机酸碳链的长度影响缓蚀剂的水溶性。合成的咪唑啉缓蚀剂与有机胺复配后添加量在 3%时，缓蚀率达到 85%以上，实验结果表明合成的缓蚀剂的缓蚀性能优良，同时借助极化曲线对缓蚀机理进行了研究，结果表明合成的缓蚀剂是以阴极型为主的复合型缓蚀剂。
通过静态失重法考察了 4 种咪唑啉季铵盐与有机胺复配后的缓蚀性能，实验条件为 10% HCl、室温、8 h，实验结果如图 2 所示。
图 1 咪唑啉季铵盐化合物红外光谱 Fig.1 Infrared spectrum of imidazoline quaternary
ammonium compound
缓蚀剂具有用量少、成本低、操作方便、能适应各类环境等优点，在油气井及集输系统中应用十分广泛[1]。咪唑啉及其衍生物以其独特的分子结构具有优异的缓蚀性能,国外专家学者已经对其进行了广泛的研究[2,3]。咪唑啉缓蚀剂一般是以环烷酸/ 脂肪酸和有机多胺为原料合成，此法合成的缓蚀剂多为油溶性，缓蚀效果虽好，但因其难溶于水而限制了应用范围[4]。水溶性的缓蚀剂可以保持原有的优良缓蚀性能，又可以提高产品运输安全性和扩大应用范围，所以具有广阔的应用前景[5]。本文以硬脂酸、壬酸、二乙烯三胺和羟乙基乙二胺为原料合成水溶性咪唑啉缓蚀剂，利用红外光谱对产品的结构作了定性分析，并用挂片实验和极化曲线对合成的咪唑啉缓蚀剂进行性能表征。