聚乙二醇改性席夫碱缓蚀膜的缓蚀机理初步探讨论文.doc

铝属丁两性金属，在铝及铝合金的工业应用中，酸及碱溶液均可能对其产生溶解 腐蚀因此，研究铝及铝合金在酸、碱溶液中的腐蚀及防护问题，受到人们的重视 本论文合成了一种聚乙二醇酯改性席夫碱缓蚀剂，考察其对铝的缓蚀行为以3, 5- 二澆水杨醛、对氨基苯甲酸为原料，经溶液法，合成了 3, 5-二渙水杨醛缩对氨基苯甲 酸席夫碱，利用红外光谱、紫外光谱对其结构进行了表征与确认利用硼酸酯化法合 成了聚乙二醇（1000）单月桂酸酯，测定了其酸值、皂化值分别为34mg/gK0H, 112 mg/gK0Ho以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，对甲苯磺酸为催化剂，在常压下，反应温度 为130C,合成了聚乙二醇改性3, 5-二漠水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱缓蚀剂以纯 铝片为研究对象，运用分子自组装技术，在铝表而自组装成膜，利用电化学技术、失 重法和扫描电子显微分析法探讨了聚乙二醇酯改性席夫碱自组装膜在0・5mol/L盐酸 溶液中对铝的缓蚀作用结果表明，当缓蚀剂浓度为100mg/L时，自组装时间为30min, 对铝的缓蚀效果最佳论文对聚乙二醇改性席夫碱缓蚀膜的缓蚀机理也进行了初步探 讨关键词：聚乙二醇酯；改性席夫碱；自组装缓蚀膜；铝.Study on modification of Schiff base compounds by Polyethylene glycol and theself-assembly corrosion films on the aluminum surfaceStudent:Li Fu-kui Teacher:Liu Zheng, Xiao ShuhuaAbstract: Aluminum is gender metal, aluminum and aluminum alloy in industrial applications, acid and alkali solutions are likely to occur dissolved corrosion. Therefore, people pay attention to the study of aluminum and aluminum alloy in acid, alkaline corrosion solution and their protection problems. In this graduation thesis , we synthesized a modified polyethylene glycol ester Schiff base corrosion inhibitors and investigate their corrosion behavior of aluminum. We synthesis of 3,5 -dibromo-salicylaldehyde-amino acid Schiff base with 3,5 - dibromo-salicylaldehyde, p-amino benzoic acid as raw material in solution , characterizing and confirming its structures with infrared spectroscopy, ultraviolet spectrum . Synthesized polyethylene glycol (1000) monolaurate using boric acid esterification .and determined its acid value was 34mg/gKOH, saponification value was 112 mg / gKOH. Synthesized corrosion inhibitors of polyethylene glycol 3,5 - salicylaldehyde on Amino acid Schiff base, with N, N-dimethylformamide as solvent, p-toluenesulfonic acid as catalyst, at atmospheric pressure, reaction temperature 130 C. Synthesis corrosion inhibitors of polyethylene glycol modified 3,5 ・ amino acid salicylaldehyde Schiff base. With aluminum film as the research object, self-assembled film in aluminum surface use molecular self-assembly technology ,using electrochemical techniques, weight loss method and scanning electron microscopy analysis of the polyethylene glycol modification of self-assembly of Schiff membrane in 0.5mol / L hydrochloric acid on aluminum corrosion inhibition. The results showed that the best effect on the corrosion of aluminum is when the inhibitor concentration was lOOmg / L, the self-assembly time of 30min. In this graduation thesis, also discussed the mechanism of corrosion inhibition film of schiff base modified with PEG.Key Words : Polyethylene glycol ester; Modified Schiff; Self-assembly corrosion film; Aluminum.摘 要 I目 录 IIIU —1_ -BJ H 11 实验原理 41.1 3, 5-二混水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱的合成原理 41. 2聚乙二醇月桂酸单酯的合成原理（硼酸酯化法胸） 41.3聚乙二醇月桂酸单酯改性席夫碱缓蚀剂的合成原理 41) 4聚乙二醇月桂酸单酯改性席犬碱分子自组装膜对金属铝的缓蚀原理 52 实验部分 52.1主要试剂与仪器 52.1.1主要试剂及材料 52.1.2主耍仪器 62.2实验方法 72.2. 1 3, 5-二混水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱的合成方法 72) 2. 2聚乙二醇月桂酸单酯的制备方法及酸值、皂化值测定方法 72. 2. 2. 1聚乙二醇月桂酸单酯的合成方法 7[1] 2. 2. 2酸值测定方法 82. 3皂化值测定方法 82. 3聚乙二醇月桂酸单酯改性席夫碱缓蚀剂的合成方法 82.2.4聚乙二醇月桂酸单酯改性席夫碱分子自纽装膜的制备方法 82.3测试方法 92. 3. 1席夫碱分子结构表征方法 91. 1红外光谱（IR）的测定 92. 3. 1.2紫外-可见光谱（UV）的测定 92.3.2聚乙二醇月桂酸单酯改性席夫碱分子自组装膜对•铝的缓蚀效果的测试方法 92. 3.2. 1失重法 92. 3. 2. 2塔菲尔极化曲线法 92. 3.2. 3循环伏安法 102. 3. 2. 4扫描电镜分析方法 103 结果与讨论 111席夫碱分子结构农征 11[2] 1. 1红外光谱分析 113.1.2紫外-可见光谱分析 123. 2聚乙二醇月桂酸单酯改性席夫碱分子自纽装膜缓蚀行为评价 123.2. 1失重法评价缓蚀行为 123) 2. 2塔菲尔极化曲线法评价缓蚀行为 133.2.3循环伏安法评价缓蚀行为 153.2.4扫描电镜分析法评价缓蚀行为 163.3缓蚀机理初步研究 184 结论 18致 谢 20冃U B席夫碱主耍是指含有亚胺或甲亚胺特性基团CRON-）的一类有机化合物。

通常席 夫碱是由胺和活性碳基缩合而成席夫碱（尤其是一些芳香族的席夫碱）含有-C=N-双 键，有的苯环上还有-0H基团这两种基团极易与金属形成稳定的配合物，从而阻止金 属的腐蚀Kuzentsov等人研究了席夫碱在II2S环境中对碳钢的缓蚀作用，实验结果表 明，芳香醛给电子的能力越强，缓蚀效率越高工；Desai等人研究发现席夫碱缓蚀剂在 硫酸溶液中对锌有很好的缓蚀作用⑵；BanSiWai等人发现某些席夫碱在盐酸环境中对 铝有很好的缓蚀作用⑶自组装技术的发展历程：口组装是靠自发的化学吸附或化学反应形成有序分子膜 的过程，所形成的膜称为自组装单分子层（Self-Assembled Monolayers： SAMs） 1 o 早在1946年，Zisman就发表了一篇关于通过化学吸附在洁净金属表面制备单分子层 的文章，但那时并没有认识到自组装技术的潜在优势直到20世纪80年代，环境问 题日益凸显，传统的金属涂层保护及表面处理方法面临挑战，以开发环境友好的缓蚀 行为和成膜T艺作为金属表而防腐蚀新的研究方向被提上H程，自组装技术才作为一 门专门的有机超薄成膜技术进行研究口组装技术由丁独特的性能优势在这二十多年 里得到迅猛的发展，已经成功在光学、电子和机械工程等领域得到应用，并呈现组装 基体由贵金属（Au, Ag, Pt）向T程金属转变的发展趋势，如在铜、铝、锌、铁等基体表 面已经做了大量的工作。

随着新工艺的不断涌现，表征手段的进一步完善，具有缓蚀 功能分子的成功设计和合成，自组装技术可望成为替代倂酸钝化、磷化的金属表面预 处理方法自组装的基本方法是:将基片浸入到含有活性物质的溶液或蒸汽中，活性物质在 基片表面发生自发的化学反应，并形成二维有序结构由于自组装技术是活性物质在 固体基底上自发形成有序分子膜的过程，无需外部提供能量，所以具有设备简单，操 作方便，节约能源的特点形成的自组装膜具有以下特征：分子有序排列；热力学稳 定性高；对基底形状无严格要求；膜均匀致密，缺陷少；可人为进行分子设计与其 它制备超薄膜（如化学气相沉积法，物理蒸镀法等）的方法相比，自组装膜具有高度致 密性和有序性，因此对金属表面具有很好的修饰作用自组装技术在金属腐蚀与防护中的应用主要体现在以下两个方面：（1）解释缓蚀 机理需耍了解缓蚀剂在金属表而的微观吸附状态如分子的取向和排列方式等，但运 用常规的涂层方法直接获取分子取向和排列特征非常困难，可以借助SAMs模型来解霽 缓蚀剂作用的机理2）能有效提高缓蚀剂的缓蚀效率缓蚀剂分子在基底金属上自 发形成单分子层，分子层排列致密，结构有序，可以阻止介质中的水分子、氧原子向金 属表面的迁移和传输，能很好地抑制基底金属的氧化-还原过程，保护基底金属免遭腐 蚀等⑸。

缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中的，可以防止或减缓腐蚀 的化学物质或儿种化学物质的混合物缓蚀剂技术由于具有操作简单、见效快、能保 护整个系统等优点，而广泛应用于石油品生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、 仪表制造等生产过程⑹近年来缓蚀剂和缓蚀技术的研究和应用发展很快，如多功能 通用缓蚀剂、高效低毒型缓蚀剂（如环保型精细化学品HA-1气相缓蚀剂⑺）、杂环型缓 蚀剂、低聚型缓蚀剂已相继研制成功近半个世纪以来，缓蚀剂的品种、质量得到了 进一步扩大和提高30年代以前，缓蚀剂的品种只有百余种呎。