Ингибиторы и область их применения кратко

Обновлено: 07.07.2024

(от лат mhibeo - останавливаю, сдерживаю), в-ва, тормозящие хим. р-ции. Ингибирование характерно для каталитич и цепных р-ций, к-рые протекают с участием активных центров или активных частиц. Тормозящее действие обусловлено тем, что И. блокирует активные центры катализатора или реагирует с активными частицами с образованием малоактивных радикалов, не способных продолжать цепь. И. вводится в систему в концентрации много меньшей, чем концентрации реагирующих в-в (10 - 2 -10 - 5 моль%). Кинетика р-ций с участием И. принципиально различна для каталитических и цепных р-ций. В каталитич. р-ции число активных центров фиксировано и И., блокируя часть из них, не расходуется в ходе процесса. Поэтому при введении И. скорость р-ции снижается, а затем процесс протекает длит. время с постоянной скоростью. В нек-рых случаях эта скорость может медленно возрастать из-за расходования И. по к.-л. побочной р-ции. В цепной р-ции активные частицы непрерывно генерируются, что приводит к расходованию И. и постепенному самоускорению р-ции (в случае цепной неразветвленной р-ции обычно восстанавливается исходная скорость).
Ингибирование цепных реакций. Длительность t тормозящего действия И. наз. периодом индукции; число цепей f, к-рые обрывает одна молекула И., последовательно вступая в р-ции обрыва, наз. стехиометрич. коэф. ингибирования. При исходной концентрации И. [И]₀ и скорости инициирования цепей i период индукции равен: t = f[И]₀/ i . Напр., хинон тормозит полимеризацию виниловых мономеров, вступая в след. р-ции:

В этом случае f= 2 и t = 2[И]₀/ i . В нек-рых системах происходит регенерация И. в р-циях обрыва цепи, в результате чего одна молекула И. и образующийся из нее радикал многократно участвуют в р-циях обрыва. Напр., при введении ионов меди в окисляющийся изопропиловый спирт цепи обрываются в результате протекания след.чередующихся р-ций:

В таких системах наблюдаются периоды индукции, намного превышающие 2[И]₀/ i . Для каждой р-ции существует специфич. набор И.: р-цию водорода с хлором тормозят NCl₃ и О ₂, реагирующие с атомами хлора; полимеризацию виниловых мономеров -хиноны, нитросоединения, I₂, стабильные радикалы (дифенилпикрилгидразил, нитроксильные радикалы), акцептирующие алкильные макрорадикалы; окисление орг соед. (углеводородов, каучуков и полиолефинов) фенолы, ароматич. амины, аминофенолы, реагирующие с пероксильными радикалами RO₂; крекинг углеводородов олефины и оксиды азота, реагирующие с алкильными радикалами. Для тушения горения орг соед. используют галогенуглеводороды CF₃Br, CF₂ClBr, C₂F₄Br₂. Их ингибирующее действие вызвано тем, что разветвляющими агентами при горении являются атомы Н, с к-рыми И. вступают в р-цию: RBr + Образующийся НВr вызывает дополнит. обрыв цепей по р-циям:

(М - любая третья частица). Для тушения горения применяют также огнегасящие порошки (напр.. NaHCO₃, фосфорно-аммониевые соли), к-рые обладают комбинир. действием: снижают концентрацию радикалов из-за интенсивного обрыва цепей на пов-сти и вызывают повыш. теплоотвод (см. Горение). Различают слабые и сильные И. данной р-ции. Сильным считается такой И., к-рый, если его ввести в достаточно большой концентрации, сокращает длину цепи до единицы или уменьшает скорость р-ции в v₀/ i раз, где v₀ - исходная скорость р-ции. Слабый И., даже введенный в сравнительно высокой концентрации, снижает скорость р-ции от i до нек-рого значения v_i.> Вызвано это тем, что из молекул слабого И. образуются радикалы, способные продолжать цепь, в силу чего отношение v₀/vуменьшается с увеличением [И]₀, не достигнув значения v₀/ i.> И., оказывающий сильное тормозящее действие в небольшой концентрации, наз. эффективным. Эффективность И. характеризуют значением производной Чdv/d[И].Напр., окисление углеводорода RH в присут. инициатора, создающего скорость инициирования i , определяется скоростью продолжения цепи с участием пероксильного радикала:

К группе ингибиторов относятся вещества, которые замедляют или полностью блокируют химические (в особенности, ферментативные) и физиологические процессы. Название происходит от латинского слова inhibere, что в переводе означает “захватывать”. Одна из групп – ингибиторы АПФ – используются для лечения патологий сердечно-сосудистой системы.

В числе известных АПФ ингибиторов можно выделить препарат Эналаприл, применяемый при сердечной недостаточности, эссенциальной и реноваскулярной гипертензии, а также для профилактики развития патологий.

Принцип действия

Ингибиторы действуют в цепных и каталитических реакциях с участием активных частиц. Вещества вступают в реакцию с частицами, затормаживая или предотвращая их реакцию, в результате чего образуются малоактивные радикалы. Для достижения эффекта ингибиторов требуется значительно меньше, чем реагентов.

Ингибиторы АПФ

В лечении болезней сердечно-сосудистой системы более 30 лет применяются ингибиторы АПФ - ангиотензинпревращающего фермента.

Ангиотензинпревращающий фермент является одним из ключевых элементов системы регуляции давления. Под их воздействием неактивный гормон ангиотензин I превращается в ангиотензин II, который обладает сосудосуживающим эффектом. При использовании ингибиторов АПФ его действие подавляется, благодаря чему препараты группы способны понижать давление и эффективны в лечении гипертензии.

Кроме того, за счет выброса окиси азота и простагландина I2 препараты данной группы тормозят распад вазодилататора (вещества, сильно расширяющего сосуды) брадикинина.

Для лечения сердечной недостаточности ингибиторы обычно назначаются в дозах, не снижающих АД.

Препараты также назначают для лечения почечной недостаточности.

Польза препаратов ингибиторов

обладают противовоспалительным эффектом;
способствуют выведению мочи;
повышают чувствительность периферических тканей к инсулину;
обладают нефропротективным действием, то есть способствуют сохранению функции почек;
укрепляют сосуды: улучшают функцию эндотелия, повышают эластичность стенок, являются профилактическим средством против повреждения атеросклеротической бляшки;
предотвращают увеличение размеров левого желудочка сердца;
способствуют выравниванию сердечного ритма;
улучшают циркуляцию крови в жизненно важных системах (отделах ЦНС, почках, сердце);

Классификация и формы

Ингибиторы АПФ выпускаются в двух видах:

лекарственные в активной форме;
пролекарства – вещества, которые становятся активными после трансформации в ЖКТ и почках.

Вещества данной группы - липофильные, то есть выводятся посредством почечной экскреции (через мочевую систему). По этой причине людям с почечной недостаточностью рекомендуют начинать терапию с пониженной дозировки ингибиторов. Среди ингибиторов есть и гидрофильные препараты, которые выводятся с желчью и калом.

Наиболее безопасными для длительного применения считаются ингибиторы АПФ, которые выводятся из организма через печень. Препараты гидрофильной группы не метаболизируются в организме и выводятся в первоначальном виде, липофильные ингибиторы подвергаются частичной метаболизации, образуют органические вещества, часть из которых биологически активна.

По продолжительности действия ингибиторы бывают:

короткого действия, регулярность приема – 2-3 раза в сутки;
длительного действия, регулярность приема – 1-2 раза в сутки.

Эналаприл

При эссенциальной гипертензии любой степени тяжести, реноваскулярной гипертензии;
При сердечной недостаточности любой степени тяжести;
Для профилактики развития клинически выраженной сердечной недостаточности и профилактики коронарной ишемии у пациентов с дисфункцией левого желудочка.

ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. ПЕРЕД ПРИМЕНЕНИЕМ ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ ИНСТРУКЦИЮ ИЛИ ПРОКОНСУЛЬТИРУЙТЕСЬ С ВРАЧОМ

Применение

Широкое распространение ингибиторы АПФ получили в кардиологии. Препараты группы применяются для лечения:

систолической дисфункции левого желудочка независимо от наличия хронической сердечной недостаточности;
гипертрофии левого желудочка; , в том числе, симптоматической;
атеросклероза сонных артерий;
метаболического синдрома.

В профилактических целях ингибиторы назначаются пациентам, перенесшим инфаркт миокарда.

Ингибиторы АПФ назначаются всем пациентам с хронической сердечной недостаточностью, независимо от стадии и этиологии заболевания. Первоначально врачи прописывают минимальные дозы препаратов, постепенно увеличивая их до целевых.

При гипертонии (артериальной гипертензии) ингибиторы используются в качестве самостоятельного терапевтического средства и в сочетании с другими препаратами.

По статистике, при лечении ингибиторами АПФ сахарный диабет развивается реже, чем при терапии диуретическими препаратами и β-блокаторами.

В неврологии препараты группы используются для первичной и вторичной профилактики инсульта головного мозга. Показанием для назначения ингибиторов также является транзиторная ишемическая атака и перенесенный инсульт. При этом пол, возраст пациента и исходные показатели артериального давления значения не имеют. Лечение ингибиторами АПФ приводит к снижению риска повторного приступа, общего риска осложнений на сердечно-сосудистую систему.

Препараты группы эффективны для лечения эндокринологических заболеваний: диабетической нефропатии, сахарного диабета. Ингибиторы показаны пациентам с ожирением и резистентностью к инсулину, поскольку они повышают чувствительность к данному гормону. Кроме того, препараты замедляют развитие почечной недостаточности на фоне диабета I и II типа, снижают частоту осложнений на сердечно-сосудистую систему.

Противопоказания для лечения ингибиторами

Несмотря на общее положительное действие на организм, у ингибиторов есть ряд противопоказаний, при которых лечение этой группой препаратов недопустимо. Это:

двусторонние стенозы почечных артерий;
тяжелая почечная недостаточность;
перенесенная пересадка почки;
выраженный аортальный стеноз;
легочно-сердечная недостаточность;
детский возраст;
индивидуальная непереносимость;
заболевания крови;
цирроз печени, гепатит.

Также препараты не подходят для беременных и кормящих женщин.

Прием ингибиторов должен осуществляться строго по назначению лечащего специалиста. Бесконтрольное применение препаратов и самолечение приводят к осложнениям и развитию опасных для жизни патологий.

вещества, тормозящие разнообразные химические реакции; находят широкое применение для предотвращения или замедления нежелательных процессов, например коррозионного разрушения металлов, окисления топлив, смазочных масел и пищевых продуктов, полимеризации, старения полимеров (см. Стабилизаторы полимерных материалов) и др. Характерной особенностью И. х. является эффективность их в малых концентрациях — от тысячных долей % до нескольких %. Эффективность ингибирования зависит от природы И. х. и характера ингибируемой реакции, а также от количества И. х., времени его введения в реакционную среду, температуры, содержания других веществ, влияющих на эффективность ингибитора.

Ингибиторы коррозии вводят в коррозионно-активную среду для защиты металлов от коррозии. Ингибиторы коррозии относятся к наиболее эффективным средствам борьбы с коррозией и находят широкое применение при травлении металлов с целью удаления окалины, для защиты энергетического оборудования, при добыче и переработке нефти и газа, в промышленном и бытовом водоснабжении, в охладительных системах промышленного оборудования и транспортных средств (двигатели внутреннего сгорания), для защиты от атмосферной коррозии изделий машиностроения, при гидроиспытаниях и т. д. Широко используют И. х. для защиты деталей машин и приборов во время межоперационного хранения, консервации и транспортировки. Защитное действие ингибиторов коррозии определяется их способностью изменять кинетику электрохимических реакций, обусловливающих коррозионный процесс. В зависимости от того, какую из электрохимических реакций сильнее тормозят ингибиторы коррозии, они делятся на анодные, катодные и смешанные. К анодным ингибиторам коррозии относятся, например, такие окислители, как хроматы и нитриты, широко применяемые в промышленности (авиационной, химической, нефтеперерабатывающей и т. д.). При действии этих И. х. металл переходит в устойчивое, пассивное состояние. В качестве катодных ингибиторов коррозии применяют соли мышьяка и висмута, а также различные органические соединения, повышающие Перенапряжение водорода на металле. Катодными ингибиторами коррозии могут служить также вещества, поглощающие катодные деполяризаторы; в частности, для защиты котельной аппаратуры применяют гидразин или сульфит натрия, связывающие растворённый в воде кислород. В зависимости от природы коррозионной среды различают ингибиторы коррозии для кислых, нейтральных и щелочных сред, а также ингибиторы атмосферной коррозии. Для защиты от атмосферной коррозии, например, широкое распространение получили так называемые летучие ингибиторы, пары которых адсорбируются на поверхности металла. Широко распространённый и эффективный метод применения ингибиторов атмосферной коррозии — введение их в упаковочные материалы. Для защиты чёрных металлов применяют нитрит дициклогексиламмония (НДА), карбонат циклогексиламмония (КЦА), смеси мочевины или гексаметилентетрамина (уротропина) с нитритом натрия (УНИ); для защиты чёрных металлов в сочетании с цветными — соли нитро- и динитробензойной кислот с аминами. С целью предотвращения коррозии металлов И. х. вводят также в топлива, масла, смазки и полимерные покрытия. В масла и смазки добавляют окисленные нефтепродукты, нитрованные масла, сульфонаты, амины, нитриты и др.; в полимерные покрытия — хроматы, нитрованные масла и др.

Ингибиторы окислительных реакций тормозят окисление молекулярным кислородом; они добавляются к топливам, маслам и смазкам для замедления их окисления при хранении и в процессе применения (см. Антиокислители). Содержание в топливах и маслах некоторых металлов оказывает каталитическое действие на окисление и снижает эффективность И. х. Для устранения этого влияния в топлива вводят так называемые дезактиваторы металлов, например салицилидены, образующие с металлами нереакционноспособные комплексы. В качестве ингибиторов окислительных реакций используют главным образом фенолы, ароматические амины и некоторые сернистые соединения. Например, в бензины добавляют фенил-n-aминофенол, 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (техническое название тонанол-О) и др. И. х., вводимые с той же целью в смазочные масла (см. Присадки), обладают обычно сложной химической природой и, помимо повышения стойкости к окислению, улучшают также и ряд других эксплуатационных характеристик масел.

Ингибиторы окисления пищевых продуктов — природные или синтетические вещества, задерживающие окисление жиров и жиросодержащих продуктов. Примерами таких ингибиторов являются известные с глубокой древности пряности — тимьян, шалфей, тмин и т. п., которые придают продуктам приятный запах и ингибируют их окисление (прогоркание). Природные ингибиторы, из которых наиболее известны токоферолы, содержатся во многих натуральных жирах и маслах, однако теряются при их рафинировании; поэтому в рафинированные жиры и масла обычно вводят И. х. Для этих целей используют, например, природные продукты — сырое хлопковое или соевое масла (в концентрациях до 5%), или же синтетические продукты, например нетоксичные сложные эфиры галловой кислоты — этил- и пропилгаллаты, ионол (3,5-ди-трет-бутил-4-окситолуол), а также многие фенолы и амины (например, для предохранения от окисления льняного масла). Действие И. х. в этих случаях может усиливаться другими веществами, например лимонной и аскорбиновой кислотами.

Ингибиторы полимеризации задерживают или замедляют полимеризацию мономеров (а также олигомеров) при их хранении или перегонке. Ингибиторы полимеризации должны предохранять не только от спонтанной полимеризации, но и от окисления кислородом воздуха. Ингибиторами полимеризации являются сера, фенолы, таннин, канифоль, соли меди и др.

Об ингибиторах, угнетающих активность ферментов, см. Ингибиторы (См. Ингибиторы химические) в биологии.

Лит.: Алцыбеева А. И., Левин С., Ингибиторы коррозии металлов, Справочник, [Л.], 1968; Брегман Дж., Ингибиторы коррозии, пер. с англ., М.—Л., 1966; Розенфельд И. Л., Летучие ингибиторы коррозии, в сборнике: Коррозия и защита от коррозии, т. 1, М., 1971 (Итоги науки. Сер. химия, [сб. 34]); Путилова И. Н., Балезин С. А., Баранник В. П., Ингибиторы коррозии металлов, М., 1958; Кулиев А. М., Присадки к смазочным маслам, М.—Л., 1964; Аксенов А. Ф., Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости, 2 изд., М., 1970.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Коррозии подвержены металлы и некоторые другие материалы. Если коррозия разрушает структуру материала, тогда изделие теряет свои эксплуатационные качества, что приводит к аварийно-опасным ситуациям. Одним из средств решения этой проблемы являются ингибиторы коррозии металлов.

Описание ингибиторов

Что такое ингибитор коррозии? Ингибиторы коррозии – это специальные вещества, которые приостанавливают (задерживают) процесс химических и физических реакций. Ингибиторы коррозии занимают особое место в ряду таких веществ.

К ингибиторам относят средства, которые образуют на поверхности металла особую защитную пленку, которые получается в процессе реакции раствора ингибитора и продуктов коррозии.

Появление соединений, которые замедляют коррозийные процессы, стало прорывом. На данный момент, большинство способов защиты – это защита с помощью ингибиторов. В этом качестве наиболее популярны, такие вещества как амины, азотсодержащие вещества, мочевина, сульфиды, альдегиды и др.

Эффективность защитных процессов с участием ингибиторов, напрямую зависит от металла, особенностей внешней среды, давления на материал и т.п.

Стоит отметить, что работа ингибиторная защита от коррозии не постоянно, попадая в раствор, добавка постепенно растворяется, поэтому в будущем необходимо добавлять его в агрессивную среду небольшими порциями.

Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

К основным видам ингибиторов относят:

Катодные – уменьшают скорость катодного взаимодействия.
Анодные – тормозят растворение анода.
Смешанные – добавки, которые замедляют реакции и катодные, а анодные.

Существует классификация ингибиторов по происхождению:

Органические – это органические вещества, которые являются более универсальными, так как уменьшают скорость катодных и анодных реакций. К ним можно отнести азот, серу, кислород, ароматические соединения. Главным преимуществом и отличием от неорганических ингибиторов выступает тот факт, что органические вещества адсорбируются только на поверхности материала, не вступая в реакцию с ржавчиной.
Неорганические ингибиторы коррозии, что это такое? Они содержат неорганические вещества в составе ингибитора. Особенность работы с неорганическими частицами в ингибиторе заключается в том, что при неверно подобранной концентрации, они могут не защитить металл, образовав на нем тончайшую пленку, а наоборот вступить в реакцию с продуктами коррозии и ускорить процесс разрушения. Относятся хроматы, бихроматы натрия и калия, бикарбонат кальция и т.д.

Принцип действия ингибиторов

Классификация ингибиторов по механизму действия

Работающие в кислотной среде - амины, ацетиленовые спирты, серосодержащие соединения, альдегиды. Данный тип веществ применяется в газо- и нефтедобывающей промышленности, ими покрываются трубопроводы, по которым идет газ или нефтепродукты, а также изделия, участвующие в этих процессах. Ингибитор коррозии кислотной среды активно борется с катодным и смешанным разрушением.
Ингибиторы для нейтральных сред – фосфаты, нитриты, аминокислоты, хроматы, алкилфосфаты, сульфонаты. Наибольшее применение нашли в сфере водоснабжения, охлаждения, применяются на морских судах. Здесь также как везде, раствор ингибитора используется в качестве защитного покрытия любых изделий перечисленных отраслей, емкости, несущие конструкции, отдельные элементы.
Протекающие в щелочной среде. Вещества участвуют в составах специальных моющих средств. Действие их основано на том, что они уменьшают силу тока в его химических источниках. Ингибиторы для таких целей чаще всего используют совместно с катионами.

Распространенные типы кислотных ингибиторов

Наиболее экономичный антикоррозийный ингибитор - кислотный. Его расход в процессе травления металла минимален, что влечет за собой снижение себестоимости продукта и процедуры защиты в целом.

К свойствам кислотных ингибиторов так же можно дописать тот факт, что при нанесении их на материал, он еще и очищает его от образовавшихся окалин и различных оксидных пленок. Также добавка не меняет своих свойств, не трансформируется, не разрушается при увеличении температуры внешней среды.

На отечественном рынке чаще всего можно встретить такие ингибиторы коррозии как И-5-В и И-5-ВМ. Данные добавки предназначены для изделий из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и высокоуглеродистых и легированных сталей. Они эффективно применяются в промышленности, а также оба ингибитора можно совмещать друг с другом.

Применение ингибиторов коррозии с таким составом снижает угар металла, способствует очищению поверхности протравленного материала, а также благоприятно влияет на санитарно-гигиенические условия труда.

Свойства ингибиторов коррозии

Все свойства ингибиторов сводятся к антикоррозийной защите металлических изделий. Механизм работы прост: ингибитор в составе раствора наносится на поверхность элемента и защищает его от внешнего влияния агрессивных сред. Защита создается с помощью адсорбции (увеличения концентрации ингибитора в растворе и на поверхности материала, соответственно) на металлическом элементе. После появления защитной пленки, главная ее задача – быть полностью нейтральной к воздействиям извне, не менять своих свойств под давлением, температурой и т.д., только в таком случае, ингибитор сможет проявить свои свойства в полной мере и защитить конструкцию в целом.

Ингибитор коррозии катодный

Данный тип добавок замедляет растворение металл при катодном процессе. Потенциал системы из своего обычного нейтрального состояния уходит в отрицательную сторону, что приводит к уменьшению коррозийного тока, и на поверхности образуется антикоррозийная пленка. Эта пленка является трудно растворимой не только для нормальных условий, но и для многих агрессивных сред. Она становится барьером между внешней средой и металлом, сохраняя его целостность.

Катодная ингибиторная защита от коррозии, что это? Чаще всего это соединения, которые увеличивают кислотность среды, что снижает возможность растворения металла.

Катодные добавки не применяются в кислых средах, так как там они не эффективны.

Как отмечалось ранее, ингибитор перед применением должен быть растворен в каком-либо веществе, самый простой – вода. Специалистами подбирается верная концентрацию добавки в данном объеме воды.

Стоит отметить, что данный тип веществ является наименее эффективным, в сравнении с анодными и смешанными ингибиторами.

Анодные ингибиторы коррозии

Данные вещества являются пассиваторами – вещества, переходящие из активного состояния в пассивное и образующие пленку. Эта пленка защищает металлический элемент. Коррозия замедляется вследствие уменьшения скорости перехода ионов металла в раствор, а также уменьшается площадь анодных участков, покрытых пленкой, за счет их разделения.

Именно анодные добавки, если с ними переборщить, могут не уменьшить, а ускорить коррозионное разрушение материала. Популярны карбонаты, силикаты, фосфаты, нитрит натрия, как ингибиторы анодной коррозии.

Смешанные ингибиторы коррозии

Смешанные добавки – это хроматы. Хроматы значительно тормозят анодную и катодную реакцию вместе, поэтому они являются наиболее эффективными. Процесс такой реакции протекает по окислительному типу.

Применение ингибиторов в нефтегазовой промышленности

Нефть и газ являются достаточно агрессивными средами, так как в них находятся едкие вещества, которые способны разъедать материалы и пагубно влиять на здоровье человека. Исходя из этого, специальные добавки для защиты металлических конструкций, применяют на любой стадии добычи, транспортировки, хранения и эксплуатации нефти и газа. Важным аспектом является то, что ингибитор на всех этих стадиях желательно применять один и тот же.

Кроме защиты металла, в сами нефтепродукты могут добавляться примеси, которые делают ее менее агрессивной средой: антикоррозийные ингибиторы парафинообразования, антивоспламенители и антивспениватели. Наиболее распространенное вещество для защиты магистральных нефте- и газопроводов – соединения на основе аминов.

Применение ингибиторов в бытовых условиях

Процессы коррозии поражают не только металлические изделия промышленных и строительных производств, но и любые металлические изделия у нас дома, а также машины и приборы.

Самое простое домашнее средство с ингибитором – это грунтовка. Как всегда, поверхность необходимо подготовить, а потом загрунтовать шпателем или кисточкой. Грунтовка создает на изделии защитный слой, разделяя металл и окружающую среду.

Некоторые лакокрасочные покрытия также имеют в своем составе ингибиторы.

Наиболее простые и понятные ингибиторы для домашнего обихода – сурик (свинцовая краска красного цвета) добавленный в грунтовку, добавленные в раствор ортофосфаты железа или цинка и т.п.

Свинцовая краска красного цвета

Применение ингибиторов при обработке техники

Коррозия в технике является наибольшей угрозой для жизни человека. Зачастую коррозирующий участок в большом элементе не так страшен, как коррозия на участке болтового соединения или сварного шва.

Чаще всего, конечно, с проблемой ржавчины сталкиваются владельцы авто и везут свои машины на СТО для того, чтобы там специалисты сами обработали материал и нанесли антикоррозийное покрытие с применением ингибиторов или нет.

Разрушение техники сложно приостановить, так как участки, подверженные разрушению обычно труднодоступны, затруднительна обработка ингибитором коррозии, и очистка пораженного участка. В малодоступных местах стараются применять жидкие составы для их лучшего нанесения и распределения – масла, битумные горячие составы, мягкие смазки и т.д.

Заключение

В целом, ингибиторы коррозии металлов увеличили срок работоспособности изделий и техники. С их помощью появилась возможность четко провести границу между элементом и окружающей средой и надолго приостановить развитие коррозии. Теперь это все доступное защитное средство, имеющее широкий выбор и различный ценовой диапазон.

Коррозия представляет собой естественный трибологический процесс, обусловленный обменом энергией между телами, находящимися в контактном взаимодействии. Превентивной мерой против такого вредного воздействия на металлические материалы является ингибирование, когда на поверхность контакта наносится какой-либо ингибитор коррозии.

Описание веществ

Согласно стандартному определению, ингибитор коррозии - это химическое вещество, которое, если оно присутствует в системе при подходящей концентрации, снижает скорость коррозии без значительного изменения концентрации какого-либо коррозионного агента. Обычно такие составы эффективны в небольших концентрациях. Это исключает применение в данном качестве веществ, которые снижают скорость повреждения либо за счет существенного изменения pH, либо поглощением кислорода и сероводорода, с последующим их удалением из зоны влияния.

Классическими барьерами для окисления считались хроматы и нитриты металлов. Однако от их применения в настоящее время в значительной степени отказались. Причиной являются опасения по поводу их токсичности. Исключение составляют случаи, когда данный процесс может создавать серьезные проблемы для безопасности человека (например, в авиационной промышленности или при строительстве зданий). К этому классу относятся также неокисляющие вещества - вольфраматы и молибдаты, которые проявляют свой пассивирующий эффект только в аэрированных растворах.

Вещества, способные создавать защитные поверхностные плёнки, представляют собой химические вещества, образующие такие плёнки в результате реакции с растворами. Основными представителями являются фосфонаты и полифосфаты, образующие защитные плёнки или с водорастворимыми ионами кальция или с защищёнными ионами металлов (например, с бензотриазолом меди). Эти плёнки - пористые и плохо прилегают к поверхности, что обеспечивает хорошую защиту.

Вещества, образующие адсорбционные защитные плёнки, в основном представляют собой органические вещества.

Зачастую они имеют молекулярную структуру поверхностно-активного вещества с гидрофильной группой, способной связываться с поверхностью металла, и гидрофобной частью молекулы, входящей в состав объёма раствора. Ингибиторы коррозии металлов такого типа имеют в своём составе адсорбированные молекулы, которые ограничивают диффузию кислорода и доступ воды к поверхности металла, и тем самым снижают скорость коррозии.

Основные свойства

Какой бы реакции ни препятствовал ингибитор, он будет взаимодействовать на границе раздела металл/раствор, образуя плёнку трёх разных типов:

Пассивирующую;
Осаждающую;
Адсорбционную.

Для своего эффективного применения рассматриваемые вещества должны обладать следующими потребительскими характеристиками:

Должны легко наноситься на защищаемые поверхности, не нарушая функциональность действия соответствующего узла техники;
Обладать способностью к своевременному подавлению вредных процессов обмена энергией;
Ограничивать диффузию деполяризаторов, снижающих активность ингибирования;
Быть нетоксичными для окружающей среды и людей;
Обладать приемлемой стоимостью.

Задача должна разрешаться при минимальном объёме используемого ингибитора,. Кроме того, вещество должно быть удобным для нанесения и не изменять механизм своего действия в иных условиях. Положительным качеством считается также возможность подавления любых поверхностных повреждений.

Классификация ингибиторов

Основные составляющие элементарной зоны коррозии на поверхности контакта являются анод, катод, раствор электролит и проводник ионов. Ингибитор коррозии, состав которого способен замедлить/прекратить описываемые процессы, может вызывать одну из следующих реакций:

Защиты поверхности анода;
Защиты поверхности катода;
Подавление вероятного сопротивления электронной цепи, которое снижается при образовании поверхностной плёнки. Толщина слоя пассивирования обычно находится в пределах 30…200 Å.

Основными видами ингибирования считаются первые два, а третий относится к процессам смешанного или попутного действия.

При работе ингибиторующего вещества происходит сдвиг электрического потенциала в одном из разрешённых направлений. Вещества комбинированного действия эффективности по существу оставляют потенциал повреждения основной поверхности более или менее неизменным.

Стимулирований реакций анодной или катодной коррозии может быть связано с уменьшением активной площади поверхности металла и/или с изменением энергии активации процесса окисления или восстановления.

Катодные

Уменьшают коррозию, замедляя скорость реакции повреждаемой ячейки. Это достигается блокировкой участков с противоположным электрохимическим потенциалом. В состав катодных ингибиторов часто входят сурьма и висмут – химические элементы, уменьшающие процесс интенсивности восстановления водородом. Отсутствие кислорода в коррозионной среде обеспечивает снижение скорости процесса коррозии. Поэтому при защите часто используют сульфит натрия или гидразин, активно реагирующие с кислородом, и, в конечном счёте, удаляющие его из раствора. Активно применяются также технологические процессы вакуумной деаэрации или кипячения.

На практике блокирующее воздействие ингибиторов катодного типа реализуется следующими способами:

Исключением или минимизацией водородных рекомбинаций, которые происходят в форме защитного разряда;
Катодным осаждением малоактивных в электрохимическом смысле поверхностных плёнок, в состав которых входят соединения таких химических элементов, как магний или кальций;
Поглощением избыточного кислорода, который имеется в данной трибологической системе.

Анодные

Увеличивают поляризационные процессы, протекающие в анодной области и, следовательно, способствующие смещению коррозионной разницы напряжений в направлении катода. В результате резко снижается интенсивность коррозионных процессов, которые протекают в анодной области. В результате формируются малорастворимые соединения, электрохимический потенциал которых не позволяет проводить какие-либо реакции со свободными ионами. К анодному типу ингибиторов относят некоторые неорганических соединения, в числе которых ортофосфаты и/или силикаты. Некоторые из них обладают нежелательными свойствами, ухудшающими экологию окружающей среды. Например, применение ингибиторов коррозии такого типа в малых количествах способно интенсифицировать процессы точечной коррозии.

Смешанные

Они исключают или минимизируют прохождение как анодных, так и катодных реакций. Смешанные ингибиторы являются веществами, интенсифицирующими формирование осаждённых поверхностных плёнок. Ингибиторы такого типа не представляют такой угрозы, как анодные, поэтому значительно чаще используются для ограничения интенсивности и скорости коррозии.

Органические и неорганические

Большинство органических/неорганических соединений включает в себя элементы групп V B, VI B периодической системы элементов, либо аминные, карбонильные и спиртовые группы. Поэтому вещества, созданные на базе таких групп, активно применяются в качестве ингибирующих составов.

Органические ингибиторы адсорбируются на поверхности металлов. Их эффективность увеличивается, если в составе (или в промежуточной среде) присутствуют ионы галогена, причём эффективность ингибирования возрастает в порядке I -> Br -> Cl – (фтор ингибирующих свойств не проявляет).

Кислотные ингибиторы и их разновидности

Они снижают степень водородной хрупкости, предохраняют металлы от точечных коррозионных повреждений, но, главное - уменьшают выделение кислотных паров, возникающих в результате реакции между кислотой и металлом. Тем самым снижается расход кислоты и уменьшается интенсивность поверхностных повреждений, поскольку образующийся слой замедляет протекание нежелательных процессов в области катода, анода или обоих электродов одновременно.

Применение в нефтегазовой промышленности

Ингибиторы коррозии используются для процессов:

Предварительной кислотной обработки сырья;
Для снижения коррозии в кислых и щелочных средах;
При переработке нефти с сернистыми примесями;
Для исключения высокотемпературной коррозии деталей оборудования;
Происходящих в особо агрессивных средах;
При защите от нежелательных микробиологических воздействий.

Преобладающее применение находят полимерные составы, вещества, которые предохраняют металлическую поверхность при воздействии на неё паровых фаз, а также интеллектуальные системы ингибиторов с контролируемым высвобождением. В частности перспективны промышленные вспомогательные добавки соединений кобальта и их взаимодействие с ингибиторами коррозии, как поглотители гидридов и сульфидов.

Применение ингибиторов при обработке техники

Наиболее значительное использование характерно для отраслей технического обслуживания транспортной техники, в частности, легковых автомобилей, эксплуатация которых связана с постоянным риском появления и развития коррозионных явлений. Целесообразно внедрять рассмотренные составы также и для сельскохозяйственной техники, применяющейся в условиях длительного хранения.

Читайте также: