Bộ công thơng
Viện hóa học công nghiệp việt nam

Báo cáo kết quả nghiên cứu khcn
Tên đề tài:

Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất
amiT có tính năng ức chế ăn mòn cao từ
nguồn axit béo C8 - C18

Đề tài nghiên cứu KHCN cấp Bộ ThS. Đinh Văn Kha

7452
15/7/2009


ThS. Dơng Thị Hằng

Hà Nội, 12/2008
Bài tóm tắt
Nghiên cứu tổng hợp phụ gia ức chế ăn mòn kim loại đi từ nguồn nguyên liệu
dầu mỏ là dựa trên một trong những dạng nguyên liệu có triển vọng và ổn định nhất.
Các chất ức chế họ amit mà trong phân tử của chúng có chứa nhiều nhóm chức đang
đợc quan tâm nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi vì chúng có hiệu quả bảo vệ cao đối
với cả kim loại đen và kim loại màu. Đề tài Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất
amit có tính năng ức chế ăn mòn cao từ nguồn axit béo C8-C18 đã tổng quan
đợc các loại phụ gia, cơ chế tác dụng màng dầu hòa tan các phụ gia ức chế ăn mòn.
Đề tài đã tổng hợp đợc 05 chất ức chế ăn mòn kim loại gồm:
- Amit mạch thẳng: etanolamit và dietanolamit với hiệu suất trên 80 %
- Amit mạch vòng: diphenylamit, 1-naphtylamit và xyclohexylamit với hiệu
suất từ 60 ữ 80%.
Bằng các phơng pháp phân tích tính chất hóa lý, các phơng pháp phân tích
công cụ, các kết quả thu đợc đều khẳng định các chất nhận đợc phù hợp với các
nguồn tài liệu và dự kiến ban đầu. Một loạt các phép thử nghiệm khả năng đẩy nớc
và chất điện ly, xác định ăn mòn điện hóa, thử xác định khả năng bảo vệ kim loại đen
và kim loại màu trong tủ khí hậu cho thấy hiệu quả bảo vệ đạt đợc khá cao, nhiều
mẫu đạt trên 90%. Theo đó, hiệu quả bảo vệ của các phụ gia đợc sắp xếp theo thứ tự

2.1.2. Lựa chọn nguyên liệu, hóa chất cho quá trình thực nghiệm 14
2.2. Lựa chọn phơng pháp tổng hợp và các bớc tiến hành 14
2.2.1. Tổng hợp các phụ gia ức chế ăn mòn 14
2.2.2. Pha chế dầu thủy lực và chất lỏng gia công kim loại 16
2.3. Các phơng pháp kiểm tra và đánh giá 16
2.3.1. Các phơng pháp phân tích tính chất hóa lý 16
2.3.2. Các phơng pháp thử tính năng 16
2.3.3. Một số phơng pháp phân tích khác 19
Chơng 3. Kết quả và thảo luận 20

3.1. Lựa chọn nguyên liệu ban đầu 20
3.2. Kết quả tổng hợp 05 chất ức chế ăn mòn dạng amit 21
3.2.1. Khảo sát ảnh hởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 21
3.2.2. Sơ đồ công nghệ tổng hợp các chất ức chế ăn mòn dạng amit 23
3.2.3. Tính chất lý hóa của các amit đã tổng hợp 24
3.2.4. Kết quả xác định phổ hồng ngoại IR của các amit tổng hợp 25
3.2.5. Phổ khối lợng của các amit tổng hợp 28
3.3. Kết quả đánh giá khả năng ức chế ăn mòn của các amit tổng hợp 30
3.3.1. Khả năng đẩy nớc, dung dịch chất điện ly của các phụ gia ức chế ăn mòn 30
3.3.2. Kết quả thử khả năng ức chế ăn mòn trong môi trờng axit 31
3.3.3. Kết quả thử khả năng ức chế ăn mòn kim loại của các phụ gia bằng phơng
pháp điện hóa 32
3.3.4. Thử nghiệm khả năng bảo quản của phụ gia tổng hợp trong tủ khí hậu 40
3.4. Pha chế và thử nghiệm trong dầu gốc và chất lỏng thủy lực 40
3.4.1. Lựa chọn dầu gốc 40
3.4.2. Pha chế dầu thủy lực và chất lỏng gia công kim loại 41
3.4.3. Kiểm tra các tính chất hóa lý và khả năng UCAM của các sản phẩm pha chế 42
Kết luận 47
Tài liệu tham khảo 48
Phụ lục 51

hóa, từ đó rút ra các kết luận.

3
chơng 1
Tổng quan về tổng hợp phụ gia ức chế ăn mòn
1.1. Khái quát về phụ gia ức chế ăn mòn kim loại
1.1.1. Phụ gia ức chế ăn mòn kim loại
Các phụ gia ức chế ăn mòn (UCAM) kim loại đóng vai trò quan trọng đối với các
sản phẩm dầu mỡ [1], [2].
Cơ chế tác động kìm hãm ăn mòn kim loại của chất ức chế đợc xảy ra theo hai
quá trình sau [15]:
- Quá trình tạo màng: Sở dĩ chất ức chế có tác dụng kìm hãm, làm giảm tốc độ ăn
mòn kim loại do môi trờng gây ra là vì chất ức chế tạo ra một màng mỏng trên bề mặt
kim loại, ngăn cách bề mặt kim loại với môi trờng ăn mòn.
- Quá trình hấp phụ: Các chất hấp phụ trên bề mặt kim loại ngăn cản sự hòa tan
anot của kim loại, nghĩa là hấp phụ lên các trung tâm hoạt động của bề mặt kim loại làm
cho tốc độ ăn mòn bị giảm đi. Các hợp chất amin, amit có tác dụng hấp phụ làm giảm tốc
độ hòa tan thép trong môi trờng axit.
Cách phân loại các chất ức chế là dựa vào cơ chế tác dụng của quá trình ăn mòn.
Ngời ta có thể chia các chất ức chế thành ba loại nh sau [16], [30], [31]:
- Chất ức chế anốt: là loại chất khi cho vào môi trờng ăn mòn có tác dụng làm
giảm tốc độ hòa tan anot, nghĩa là làm tăng quá thế quá trình hòa tan anot
- Chất ức chế catốt: là loại chất cho vào môi trờng ăn mòn có tác dụng làm
giảm tốc độ quá trình catốt, nghĩa là làm tăng quá thế catốt
Chất ức chế anốt-catốt: là chất ức chế có tác dụng kìm hãm cả hai quá trình
anốt và catốt
- Chất ức chế dạng tạo màng: các chất ức chế làm thụ động hóa bề mặt kim loại
do tạo ra một màng bảo vệ trên bề mặt kim loại.
1.1.2. Một số phụ gia ức chế ăn mòn sử dụng cho các sản phẩm dầu mỏ
1.1.2.1. Các phụ gia ức chế ăn mòn loại hữu cơ tan trong nớc

với trọng lợng phân tử vừa phải làm cho chúng có thể tan trong dầu khoáng, phần nhóm
chức phân cực tạo ra tính chất hoạt động bề mặt và các tính chất khác. Khả năng tác dụng của
các phụ gia ức chế hữu cơ tan trong nớc và tan trong dầu phụ thuộc vào các tính chất hoạt
động bề mặt có liên quan đến khả năng gây nhũ và hòa tan. Các loại phụ gia ức chế này đợc
ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau nh phục vụ cho công tác khoan khai thác
dầu khí, lĩnh vực gia công kim loại, chất lỏng bảo quản làm việc, ngời ta sử dụng các loại
hợp chất này cùng với các loại chất ức chế khác nhng đôi khi chúng cũng đợc dùng đơn lẻ
mà vẫn cho tác dụng tốt [8], [19].
1.1.2.3. Các phụ gia ức chế ăn mòn tan trong dầu
Đây là nhóm chất rất quan trọng chúng càng ngày càng đ
ợc ứng dụng rộng rãi,
bởi tính u việt và tính đa dạng của sản phẩm. Các phụ gia UCAM tan trong dầu có cấu
trúc phân tử cũng gồm 2 phần nh phụ gia UCAM tan trong nớc và dầu, nhng gốc
hydrocacbon thờng có mạch dài hơn hoặc phân nhánh. Nhóm chức có thể là các nhóm
nitro, amin hoặc nhóm sunfonat, các nhóm chứa oxy, nhóm este, cacboxyl, cacbonyl,

5
hydroxyl, amit [21], [22].
Phụ gia UCAM tan trong nớc và tan trong dầu khác nhau về cơ chế tác dụng [18].
Các phụ gia UCAM tan trong dầu không tạo ra các ion phân ly trong nớc, còn các phụ
gia UCAM tan trong nớc lại tạo ra các ion phân ly. Đặc biệt, các phụ gia UCAM tan
trong dầu không để hơi nớc đi qua cho dù màng dầu rất mỏng và không bị nớc phá hủy.
Theo [19], các tính chất bảo vệ của dầu khoáng thông thờng là kém, mặc dù màng dầu
có đủ chiều dày chúng vẫn có thể để cho hơi nớc đi qua với lợng đủ để gây ra ăn mòn.
Cùng một bản chất dầu mỏ thì dầu có độ nhớt cao hơn, đặc hơn thì khả năng hơi nớc đi
qua sẽ giảm đi rất nhiều và đây đợc coi là môi trờng rất thuận lợi để đa vào các chất
UCAM để bảo vệ kim loại [23].
1.1.2.4. Phụ gia ức chế ăn mòn loại cho nhận điện tử
Các phụ gia UCAM cho và nhận điện tử có hoạt tính bề mặt có thể tạo thành pha
hấp phụ hóa học do xuất hiện các phản ứng hóa học hoặc điện hóa của chúng với kim loại

Các chất thụ động hoá sẽ tạo các phức chelat với ion kim loại (phức chelat đợc
tạo thành do sự xuất hiện liên kết của các nguyên tử có đôi điện tử tự do trong phân tử
chất ức chế với các ion kim loại). Bản chất liên kết giữa chất ức chế và kim loại trong
trờng hợp này là tạo thành các liên kết phối trí (cho nhận) [25]. Nh vậy cơ chế tác dụng
của các phụ gia UCAM sẽ gồm các quá trình: đẩy các chất điện ly khỏi bề mặt kim loại
và tạo trên bề mặt kim loại các màng hấp phụ [26]. Các chất ức chế có thể kìm hãm, làm
chậm phản ứng ăn mòn anốt, thụ động hoá bề mặt kim loại, kéo dài thời gian ăn mòn cảm
ứng.
Cơ chế của các phụ gia UCAM thực sự là khác nhau. Những phụ gia UCAM vô cơ
thì thờng dùng trong chất điện ly trung bình, ảnh hởng chủ yếu đến phản ứng anốt (trên
bề mặt kim loại) và trạng thái thụ động kim loại. Việc giảm ăn mòn do làm thay đổi động
học của phản ứng catốt trong chất điện ly trung tính có hiệu quả không đáng kể nếu
không đuổi hết hoàn toàn chất khử phân cực catốt (O
2
).
Trong chất điện ly axit, tốc độ hoà tan có thể giảm đi thực sự do việc làm giảm tốc
độ phản ứng catốt sự tích điện của những ion hydro hoặc những tác nhân khử phân cực
khác cũng nh việc đuổi khỏi môi trờng phản ứng những sản phẩm trung gian của phản
ứng khử. Các chất ức chế hữu cơ đợc dùng phổ biến nhất vì nhiều lý do và thờng đợc
dùng trong môi trờng chất điện ly axit.
Các phụ gia UCAM có những ảnh hởng khác nhau đến quá trình anốt và catốt.
Một số chất UCAM làm giảm mạnh hoạt tính ăn mòn của dầu nhng làm giảm không
đáng kể sự ăn mòn kim loại trong môi trờng khí quyển, đôi khi chúng còn làm tăng tốc
độ ăn mòn. Trong điều kiện ăn mòn khí quyển, khi có mặt hơi ẩm ngng tụ trên bề mặt
kim loại, ngời ta quan sát thấy tơng tác của kim loại với những phần hoạt động của phụ
gia. Lúc này màng bảo vệ kim loại bị phân huỷ do sản phẩm oxy hoá dầu khoáng và phụ
gia, những chất này tích luỹ dần trong dầu trong suốt quá trình sử dụng. Cơ chế phá huỷ
màng bảo vệ khi dầu bị oxy hoá trong điều kiện nhiệt độ cao và khi ăn mòn khí quyển
kim loại là khác nhau. Khi oxy hoá dầu trong điều kiện nhiệt độ cao, màng bảo vệ đợc
tạo thành nhanh trên bề mặt kim loại trớc khi xuất hiện lợng đủ lớn các tác nhân gây ăn

khỏi bề mặt kim loại khi tiếp xúc với sản phẩm, tạo màng hấp phụ hóa học trên bề mặt kim
loại, hình thành một lớp màng bảo vệ dới tác dụng của lực bám dính và liên kết. Hai quá
trình này là các quá trình động, xảy ra khi đa dầu lên bề mặt kim loại.
Theo cơ chế đẩy nớc khỏi bề mặt kim loại của các phụ gia ức chế phân cực tan
trong dầu mỡ, là do các quá trình hấp phụ chọn lọc các phần tử hoạt động hơn phân bố
trên toàn bộ bề mặt kim loại, đồng thời bám chặt trên đó dới dạng các hợp chất hấp phụ

8
hóa học [30]. Sự đẩy nớc xảy ra tơng đối chậm, các phụ gia UCAM dạng hấp phụ thì
đẩy nớc khỏi bề mặt kim loại nhanh hơn do tạo với nớc các liên kết hydro, tạo muối,
nhũ tơng Việc đẩy nớc khỏi bề mặt kim loại liên quan tới sự thấm ớt chọn lọc, tới sự
bám dính, liên kết của sản phẩm, tới sức căng bề mặt trên biên giới tiếp xúc với nớc và
không khí, tới góc rìa thấm ớt và tới các chỉ số khác.
Từ việc nghiên cứu thành phần chất ức chế, tính phân cực, tính a nớc - kỵ nớc
đa ra kết luận rằng: cấu tạo hóa học của các chất hoạt động bề mặt, ví dụ các nhóm có
hoạt tính khác nhau, hoạt tính bề mặt trên bề mặt các pha khác nhau thực chất xác định cơ
chế đẩy nớc khỏi bề mặt kim loại và tính chất bảo vệ của chúng [27]. Thí dụ đối với các
chất phụ gia UCAM có chứa lu huỳnh, ngời ta đa ra ba hớng tác dụng điển hình
(chính) trong cơ chế tác dụng của chúng với kim loại là:
- Tạo thành hợp chất dạng mercaptit, thio hay muối của lu huỳnh.
- Tạo thành hợp chất của sunfua.
- Tạo thành hợp chất phức của kim loại với phụ gia.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiều hợp chất của lu huỳnh có thể áp dụng cơ chế
gốc cho tơng tác của chúng với kim loại. Khi tơng tác với kim loại thì chính những hợp
chất polysunfua có từ ba hay nhiều hơn các nguyên tử lu huỳnh trong phân tử có thể quan
sát thấy sự tạo thành sunfua kim loại dạng Me
x
S
y
. Phản ứng tạo màng của những phụ gia

Tác dụng bảo vệ của các amin là do chúng có khả năng hấp phụ lên bề mặt kim
loại khả năng này phụ thuộc nhiều vào cấu trúc hoá học và nhóm chức. Khi tham gia vào
quá trình bảo vệ các amin làm thay đổi cấu trúc lớp kép, đồng thời che phủ bề mặt kim
loại, cản trở sự xâm thực của các cấu tử ăn mòn trong dung dịch. Tiêu biểu nhất là các
alkylamin có khả năng bảo vệ bên trong các đờng ống chế tạo từ thép đen dùng để dẫn
khí, dẫn dầu lẫn nớc, ví dụ octadexylamin (C
18
H
37
NH
2
); trong môi trờng nớc biển,
ngời ta dùng chất ức chế là hỗn hợp hecxaetylendiamin với nitơrit natri (tỷ lệ 8:2) [26].
Tính chất hóa học của amin bắt nguồn từ cặp điện tử tự do của nitơ chúng đóng vai
trò nh một bazơ và khi đó cặp điện tử tự do sẽ hút proton của axit. Các amin béo có tính
bazơ giảm dần khi tăng chiều dài mạch do ảnh hởng của yếu tố không gian và hiệu ứng
electron (hiệu ứng electron và lập thể ảnh hởng đến sự solvat hóa của các axit liên hợp
và đến hình dạng phân tử). Nhìn chung các ảnh hởng này nhỏ và vì thế hầu hết các
alkylamin có độ bazơ tơng đơng nhau.
Ngời ta đã chứng minh đợc rằng tính chất bảo vệ của các hợp chất chứa nitơ
tăng lên theo sự tăng của mật độ điện tích trên nguyên tử nitơ. Sự phụ thuộc tơng tự quan
sát thấy đối với các amin béo và thơm [24]. Theo đó đã tiến hành một số tính toán lý
thuyết trên các nguyên tử nitơ trong các phân tử chất ức chế chứa nitơ và nhận đợc tơng
quan định lợng giữa hiệu quả tác dụng bảo vệ của chất ức chế và điện tích trên nguyên tử
nitơ. Đã tìm thấy tơng quan giữa nồng độ bảo vệ của các amin béo RNH
2
, R
2
NH, R
3

k
: độ giảm khối lợng mẫu kim loại khi nhúng vào dung dịch ăn mòn khi không
có chất UCAM.
m
c
: độ giảm khối lợng mẫu kim loại khi nhúng vào dung dịch ăn mòn có chất
UCAM.
Y: hiệu suất ức chế;
k
c
m
m
Y


=

Đối với các amin dị vòng piridin, quinolin và acridin, quan hệ giữa tác dụng bảo vệ
(Z) và giá trị mật độ điện tích trên tâm hấp phụ q

, đợc thể hiện ở (1-3):

M
n
cAbqa
Z
Z
++=



cacbon của amit các axit cacbon bậc cao đã đạt hiệu quả bảo vệ tới 99% trong dung dịch
NaCl 3% và trong các điều kiện ngoài trời. Theo tài liệu [28] đã nêu những đặc tính
chống ăn mòn của cacbamit axit stearic. Các điều kiện tơng tác giữa axit stearic và ure
đã đợc nghiên cứu, các hợp chất này có thể tan đợc trong dầu. Các nhóm amin, amit đã
đợc xác định trong hợp chất này là những chất ức chế ăn mòn nhận điện tử. Hiệu ứng
điện tử đã đợc kiểm tra và kết quả thấy rằng các hợp chất cacbamit này phân cực mạnh,
có tính loại nớc tốt và tạo lớp màng hấp phụ bề mặt ổn định ở nhiệt độ cao. Các tác giả
trong công trình nghiên cứu thực hiện phản ứng amit hóa axit oleic từ dầu lạc với tác nhân
tertramin, tiếp sau đó thực hiện phản ứng imit hóa tạo ra imidazolin hợp chất này có khả
năng bảo vệ cao đối với đờng ống thép trong vận chuyển dầu thô.
1.2.3. Các phản ứng amit hóa
Amit có thể đợc điều chế bằng phản ứng giữa amoniac, amin bậc nhất và bậc hai
với axit cacboxylic [5], [6]:
RCOOH + NH
3
RCONH
2
+ H
2
O
RCOOH + RNH
2
RCONHR + H
2
O
RCOOH + R
2
NH RCONR
2
+ H

+
H
2
R sẽ tăng khi tăng nhiệt độ. Do vậy có thể
chọn nhiệt độ thích hợp để thúc đẩy quá trình amit hóa.
Các amit còn có thể điều chế trong các điều kiện rất nhẹ nhàng từ cloanhydrit:
RCOCl + RNH
2
ặ RCONHR + HCl
Quá trình amit hóa đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ cơ
bản và hóa dầu.
Axit stearic và các axit cacboxylic phân tử lợng cao khi kết hợp với etanolamin
tạo thành etanolamit:
C
17
H
35
COOH + H
2
NCH
2
CH
2
OH C
17
H
35
CONHCH
2
CH

2
C

CH
2
H
2
C CO
NH
H
2
C

CH
2
H
2
C CO
NCH
3
-H
2
O
-H
2
O
+ CH
3
NH
2


RCONHR + H
2
O

13
từ các axit cacboxylic có phân tử lợng cao). Trong trờng hợp này quá trình đợc tiến
hành đầu tiên ở nhiệt độ 150-200
o
C và kết thúc bằng việc chng cất tách nớc (trong chân
không hoặc đuổi bằng khí trơ).
2. Một trong hai loại cấu tử ban đầu dễ bay hơi (thờng là amoniac hay amin).
Phản ứng sẽ tiến hành ở 200ữ300
o
C với lợng d amoniac hoặc amin dới một áp suất
nào đó sao cho hỗn hợp phản ứng nằm ở dạng lỏng. Nếu axit cacboxylic và amit sinh ra
kém bay hơi thì có thể tiến hành phản ứng ở áp suất thờng, nhng amoniac thì đợc nén
trớc, sau đó sục vào phản ứng. Khi đó sẽ giúp việc tách hơi nớc ra và đồng thời tăng
hiệu suất phản ứng. Trong phơng án thứ hai, thờng là trong sản xuất amit từ este, nhiệt
độ phản ứng duy trì ở 50ữ100
o
C.
3. Trong một vài trờng hợp đặc biệt quá trình amit hóa đợc thực hiện ở pha khí.
Ví dụ dimetylaxetamit đợc thu nhận bằng cách sục hơi axit axetic và dimetylamin ở
250
o
C qua bình phản ứng có chứa oxyt nhôm.
1.2.3.2. Xúc tác đối với phản ứng amit hoá
Khi thực hiện phản ứng amit hoá trực tiếp bằng các tác nhân amin mạch thẳng có
trọng lợng phân tử trung bình và nhỏ, phản ứng xảy ra không cần có mặt của xúc tác [5],

C
- Bếp cách cát gia nhiệt, thiết bị lọc chân không
- Máy mài, máy đánh bóng bề mặt, các thiết bị thí nghiệm và phân tích khác.
2.1.2. Lựa chọn nguyên liệu, hóa chất cho quá trình thực nghiệm
Đề tài lựa chọn các nguyên liệu hóa chất sau cho quá trình thực nghiệm:
- Nguyên liệu đầu để tổng hợp các chất ức chế ăn mòn là axit béo có mạch cacbon từ
C8ữC18 nhận đợc từ quá trình oxy hóa parafin phân đoạn 260ữ385
o
C của dầu mỏ Việt
Nam. Nh vậy, có thể chủ động đợc nguồn nguyên liệu, dễ dàng kiểm soát đợc chất
lợng nguyên liệu và từ đó mở ra một hớng ứng dụng mới cho các axit béo tổng hợp.
- 05 amin gồm: etanolamin, dietanolamin, 1-naphtylamin, xyclohexylamin và
diphenylamin. Đây là các amin thông dụng, dễ kiếm.
- Các hóa chất sử dụng cho quá trình tổng hợp phụ gia và các thí nghiệm là hóa
chất tinh khiết (>99%) và hoá chất công nghiệp.
2.2. lựa chọn phơng pháp tổng hợp và Các bớc tiến hành
Để tổng hợp các phụ gia ức chế ăn mòn kim loại dạng amit, nhóm đề tài lựa chọn
phơng án tổng hợp là amit hóa trực tiếp axit béo với các amin mạch thẳng bậc 1, bậc 2;
đối với các amin thơm thì qua giai đoạn trung gian là tạo clorua axit [5], [7], [9], [10].
Quá trình tổng hợp các amit đợc mô tả cụ thể nh ở dới đây.
2.2.1. Tổng hợp các phụ gia ức chế ăn mòn
+ Tổng hợp amit từ hỗn hợp axit béo và etanolamin
CH
3
(CH
2
)
n
COOH + NH
2

(CH
2
)
2


OH O (CH
2
)
2
-OH
RCOOH + H N RC N + H
2
O
(CH
2
)
2


OH (CH
2
)
2
-OH
Đun hồi lu trong vòng 4 h ở nhiệt độ 160ữ170
o
C 26 g axit béo (0,1 mol) và 10,5 g
(0,1 mol) dietanolamin. Cất loại nớc thu sản phẩm dạng dầu, tan trong etanol, axeton,
xylen.

2
O đến môi trờng trung tính, sau đó sấy khô và kết
tinh lại sản phẩm trong hỗn hợp cồn:toluen (2:1), thu đợc 20,8 g sản phẩm là chất rắn
màu vàng nhạt, tan trong etanol, benzen, axeton, toluen, không tan trong nớc.
+ Tổng hợp amit từ hỗn hợp axit béo và 1-naphtylamin

RCOOH + NaOH RCOONa + H
2
O
NH
2
HN COR
RCOONa +

+ NaOH Trung hòa 26,0 g (0,1 mol trung bình) axit béo bằng 20 ml dung dịch NaOH 25%
trong cốc thủy tinh 250 ml ở nhiệt độ 90
o
C, tiếp tục nâng nhiệt độ lên đến 105
o
C để loại
hết nớc ra khỏi muối của axit béo. Khuấy và cho từ từ 14,3 g (0,1 mol) 1-naphtylamin và
12 ml axit HCl đặc vào, đun nóng phản ứng lên đến 160ữ170
o
C trong vòng 1
h
15 phút. Sản
phẩm là chất rắn kết tủa trong cốc đợc lọc, rửa bằng nớc cho tới khi không còn môi

o
C cho đến khi nhỏ hết amin, tiếp tục khuấy
thêm khoảng 30 phút; sau đó từ từ nâng nhiệt độ 150ữ160
o
C và duy trì ở nhiệt độ đó trong
khoảng 3 h. Sản phẩm thu đợc là dạng paste màu nâu nhạt.
RCOOH + C
6
H
11
NH
2
RCONHC
6
H
11
+ H
2
O
2.2.2. Pha chế dầu thủy lực và chất lỏng gia công kim loại
Dầu gốc khoáng lựa chọn cho quá trình pha chế là SN 500 và SN 150. Đây là hai loại
dầu gốc có chất lợng khá tốt và thích hợp với điều kiện sử dụng ở Việt Nam (các chỉ tiêu
nhiệt độ đông đặc và chỉ số độ nhớt phù hợp), chúng thờng đợc sử dụng để pha chế dầu
thủy lực và chất lỏng gia công kim loại.
Dầu thủy lực và chất lỏng gia công kim loại là những loại dầu bôi trơn chuyên dụng
có chức năng bảo quản và chức năng làm việc nh một loại dầu thông thờng, vì vậy đề
tài đã chọn phơng pháp là pha phụ gia UCAM tổng hợp vào hỗn hợp dầu SN 500 và SN
150 (các tính chất lý hoá đợc nêu ở phần sau) cho quá trình pha chế.
2.3. Các phơng pháp kiểm tra và đánh giá
2.3.1. Các phơng pháp phân tích tính chất hóa lý

C thời gian là 30phút. Tiếp đó các mẫu
thép đợc treo trong môi trờng không khí 30 phút và sau đó đợc đa vào thử nghiệm
trong tủ khí hậu G-4. Sau thời gian 24 h, các mẫu thép đợc lấy ra và đánh giá mức độ đẩy
nớc và chất điện ly khỏi bề mặt của các dung dịch có pha chất ức chế tổng hợp. Việc đánh
giá đợc thực hiện bằng phơng pháp xác định sự thay đổi khối lợng.
2.3.2.2. Tính ức chế ăn mòn của phụ gia tổng hợp theo phơng pháp tổn hao khối
lợng ASTM G46-94
- Nguyên tắc: Dựa trên sự thay đổi khối lợng mẫu kim loại (thép CT-3, nhôm, đồng) sau
một thời gian ngâm nhúng trong môi trờng ăn mòn có và không có chất UCAM để đánh
giá hiệu quả của chất ức chế [34].
- Đánh giá: Khả năng UCAM của chất ức chế đợc đánh giá thông qua độ tăng giảm khối
lợng mẫu sau một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích bề mặt. Hiệu quả bảo vệ
đợc xác định dựa trên mức độ bảo vệ Z.
tìS
m
=
tìS
m_m
=
o
(2-1)
%100ì

_
=Z
o
o
(2-2)
Hay:
%100ì

Dung dịch nghiên cứu là nớc muối NaCl 3%. Các chất ức chế đợc hòa trong dung
dịch đo với nồng độ cao nhất 1g/l. Các phép đo đều đợc thực hiện tại nhiệt độ phòng.
Kim loại đợc sử dụng làm điện cực nghiên cứu là thép xây dựng CT-3 thông dụng
có thành phần 0,14
ữ
0,22% C; 0,40
ữ
0,65% Mn; 0,05% P; 0,05% S; 0,30
ữ
0,12% Si
(GOST 5632-72); là nhôm 99,8%; và đồng thanh 65%.
Các điện cực làm việc đợc bọc epoxy chừa bề mặt hoạt hoá 2cm
2
, đợc gia công
theo tiêu chuẩn. Bình đo điện hoá là hệ ba điện cực, điện cực Calomen bão hoà và điện
cực đối là Pt, điện cực bổ trợ.
b. Xác định đờng cong phân cực bằng thiết bị Potentiostat
Thông thờng để nghiên cứu khả năng UCAM, chiều hớng tốc độ ăn mòn trong
điều kiện cân bằng tĩnh ngời ta hay xác định đờng cong phân cực. Đờng cong phân
cực thể hiện mối quan hệ giữa thế điện cực và mật độ dòng. Mật độ dòng hay dòng ăn
mòn có mối quan hệ tuyến tính với tốc độ ăn mòn. Thiết bị cơ bản trong nghiên cứu ăn
mòn điện hóa là Potentiostat (hình 2.1). Phơng pháp này cho phép kiểm soát điện áp
giữa một điện cực làm việc và một điện cực so sánh, và hai điện cực này đợc lắp trong
một mạch điện hóa. Dòng một chiều đợc áp vào mạch điện hóa qua một điện cực thứ ba
hay gọi là điện cực bổ trợ. Potentiostat cho phép đo dòng đi qua mạch giữa các điện cực
làm việc và điện cực bổ trợ. Thông số khống chế của Potentiostat chính là điện áp, thông
số đo là dòng. Để nghiên cứu hay đo ăn mòn trong mạch điện hóa, điện cực làm việc phải
gắn vật liệu (kim loại) bị ăn mòn cần khảo sát. Sơ đồ nguyên tắc thiết bị Potentiostat đợc
mô tả nh hình 2.2.
Bằng thiết bị Potentiostat, có thể đo đợc dòng với một điện áp đợc kiểm soát
20
Chơng 3
Kết quả và thảo luận
3.1. Lựa chọn nguyên liệu Ban đầu
Nguyên liệu đầu là axit béo tổng hợp có mạch hydrocacbon C
8
ữC
18
. Đây là sản phẩm
thu đợc từ quá trình oxy hóa n-parafin phân đoạn 260ữ385
o
C. Trớc khi thực hiện phản ứng
amit hóa, axit béo đợc phân tích đánh giá tính chất lý hóa, phân tích xác định sự phân bố
hàm lợng hydrocacbon. Kết quả thu đợc nh sau: Phổ hồng ngoại (hình 3.1) là phổ của
hỗn hợp axit béo tổng hợp thu đợc từ quá trình oxy hoá parafin phân đoạn 260ữ385
o
C, quan
sát đợc các đỉnh dao động hoá trị liên kết đôi C=O ở khoảng 1712 cm
-1
; đỉnh dao động hoá
trị O-H ở vùng 3400-3500 cm
-1
; đỉnh dao động hóa trị của liên kết đơn CO ở 1176 cm
-1
;
đỉnh dao động biến dạng của OH ở 943 cm
-1
; đỉnh dao động của CH

4 C
16
ữ C
18
% 18,10 12,80 16,11
Các mẫu phân tích số 1, số 2 và số 3 đợc lấy mẫu ở các thời điểm khác nhau. Kết
quả ở bảng 3.1 cho thấy không có sự thay đổi nhiều, hydrocacbon có số nguyên tử C trên
18 rất ít, không đáng kể.
726. 5
943.1
1176.9
1376.4
1412.0
1460.0
1712.8
2856.4
2925
.
3448.2
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50

H1: hiệu suất tổng hợp dietanolamit với thời gian phản ứng là 4h
H2: hiệu suất tổng hợp etanolamit với thời gian phản ứng là 6h
T 130
o
C 140
o
C 150
o
C 160
o
C 170
o
C 180
o
C
H1 33 48 78 85 85 79
H2 51 77 85 80 71 55 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng vào nhiệt độ
0

o
C và nhiệt độ 180
o
C thì hiệu suất phản ứng giảm chỉ
còn 79%. Vậy có thể thấy rằng nhiệt độ phản ứng thích hợp nhất cho quá trình tổng hợp
dietanolamit là 160ữ170
o
C; với etanolamit là 150
o
Cữ160
o
C.
Đối với các amit mạch vòng, ngoại trừ xyclohexylamit đợc tổng hợp trực tiếp từ
axit béo và amin còn các amit khác đều đợc tổng hợp qua muối natri của axit béo và
amin tơng ứng nên nhiệt độ đợc khảo sát là nhiệt độ phản ứng giữa muối natri của axit
béo và các amin tơng ứng. Theo đó:
H1: hiệu suất tổng hợp xyclohexylamit với thời gian phản ứng không đổi là 3h.
H2: hiệu suất tổng hợp diphenylamit với thời gian phản ứng không đổi là 2h
H3: hiệu suất tổng hợp 1-naphtylamit với thời gian phản ứng không đổi là 3h
T 120
o
C 130
o
C 140
o
C 150
o
C 160
o
C 170

là 150
o
Cữ160
o
C; với diphenylamit là 140
o
Cữ150
o
C; với 1-naphtylamit là 160
o
Cữ170
o
C.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120 130 140 150 160 170 180
Nhiệt độ phản ứng,
o
C
Hiệu suất phản ứng, %
H1