سنتز یک بازدارنده جدید بر پایه ترکیب دو ماده آلی به صورت در جا در محلول های اسید سولفوریک و اسیدی حاوی سولفاید هیدروژن

فولاد ساده کربنی با درصد کربن جزئی بطور گسترده در صنایع مختلف کاربرد دارد. اغلب این فولاد ها در صنعت در معرض محیط های اسیدی قرار می گیرند. در نتیجه بحث محافظت از این فولاد ها در محیط های اسیدی بسیار مورد توجه می باشد. بنابراین در این تحقیق سعی در استفاده از ترکیبات تشکیل دهنده بنز ایمیدازول و سنتز آن به صورت درجا در محلول 5/0 مولار اسید سولفوریک برای بررسی تاثیر بازدارندگی آن بر روی فولاد ساده کربنیck 15 شده است. به این منظور دو ماده آلی بنزآلدهید و بنزن-1،2-دی آمین به عنوان ترکیبات سازنده بنزایمیدازول به همراه کاتالیست فریک کلراید در محلول 5/0 مولار اسید سولفوریک با نسبت های مولی برابر مورد استفاده قرار گرفته است و پس از آزمایشات بسیار و تغییر در غلظت های مواد اولیه یک ترکیب تک فاز به دست آمده و تاثیر آن به عنوان بازدارنده در غلظت های مختلف با انجام آزمون های پتانسیل خوردگی ، مقاومت پلاریزاسیون خطی ، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی در دمای محیط و سه دمای 35، 45 و 55 درجه سانتیگراد به منظور بررسی رفتار بازدارنده در درجه حرارت های بالا ارزیابی شد. علاوه بر آزمون های الکتروشیمیایی، آزمون های غوطه وری، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز به منظور بررسی ماده تشکیل شده بر روی سطح فولاد مورد استفاده، بررسی های میکروسکوپی به منظور بررسی تأثیر بازدارنده بر روی سطح و کوانتوم شیمیایی به کمک نرم افزار gaussian صورت گرفته است. نتایج به دست آمده ازآزمون های مقاومت پلاریزاسیون خطی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی با یکدیگر و با نتایج آزمون غوطه وری بطور قابل قبولی مطابقت داشته و نشان داد که سرعت خوردگی در حضور بازدارنده بسیار کمتر از سرعت خوردگی در محلول اسیدی بوده و درجه بازدارندگیِ مواد مورد مطالعه با افزایش غلظت بازدارنده افزایش یافته و در مورد بازدارنده ای که به صورت درجا در محلول تهیه شده و ماده سنتز شده از ترکیبات اولیه در آزمایشگاه یعنی 2-فنیل،1-هیدروژن-بنز ایمیدازول با افزایش غلظت ترکیبات تا 0025/0 مولار به 99% رسیده است. این در حالی است که مواد تشکیل دهنده این ترکیب خواص بازدارندگی مناسب از خود نشان ندادند. با افزایش درجه حرارت سرعت خوردگی درحضور بازدارنده مورد مطالعه افزایش یافت اما نرخ افزایش سرعت خوردگی در حضور بازدارنده بسیار کمتر از نرخ افزایش سرعت خوردگی بدون حضور بازدارنده بود به طوری که درصد بازدارندگی با افزایش درجه حرارت تغییر چشم گیری نداشت. قابل مقایسه بودن و شباهت داشتن نتایج حاصله از آزمون های الکتروشیمیایی بر روی نمونه فولادی در حضور بازدارنده سنتز شده به صورت درجا بر روی سطح و سنتز شده در آزمایشگاه خود نشان از تشکیل شدن 2-فنیل،1-هیدروژن-بنز ایمیدازول بر روی نمونه فولادی در محلول اسیدی بود. اما به منظور بررسی دقیق تر این موضوع آزمون های ftir به عنوان روشی پرقدرت و توسعه یافته برای تعیین ساختار و اندازه گیری گونه های شیمیایی به کار گرفته شد. نتایج به دست آمده از این آزمون با نشان دادن پیک های مربوط به پیوند دو گانه کربن با نیتروژن و پیوند یگانه نیتروژن با هیدروژن نشان داد که ماده ای که در اثر سنتز بازدارنده با استفاده از ترکیبات اولیه بنزآلدهید و بنزن-1،2-دی آمین به همراه کاتالیست فریک کلراید به صورت در جا در محلول 5/0 مولار اسید سولفوریک بر روی نمونه فولادی تشکیل شده است همان 2-فنیل،1-هیدروژن-بنزایمیدازول (2-phenyl1-hbenzo[d]imidazole) بوده است. تصاویر گرفته شده با استفاده از میکروسکوپ نوری نشان داد که سطح فولادی که در محلول همراه با بازدارنده بود بسیار کمتر از سطح نمونه فولادی در محلول اسیدی تخریب شده است. با افزایش زمان غوطه وری از یک ساعت و نیم به 24 ساعت نتایج حاکی از تخریب کامل نمونه غوطه ور شده در محلول اسیدی بود در حالی که نمونه موجود در محلولِ همراه با بازدارنده، کاملاً بدون تغییر باقی مانده بود. با استفاده از نرم افزار gaussian انرژی بالاترین اوربیتال مولکولی اشغال شده و انرژی پائین ترین اوربیتال مولکولی اشغال نشده محاسبه شد. بررسی های انجام شده با این نرم افزار نشان داد که خواص بازدارندگی این ترکیب به دلیل حضور حلقه های بنزنی و اتم های نیتروژن موجود در ساختار شیمیایی این ماده می باشد. پس از بررسی تأثیر بازدارنده درجا بر روی خوردگی فولاد ساده کربنی در محیط اسیدی، تأثیر این بازدارنده بر روی ماده مذکور در محیط اسیدی حاوی سولفاید هیدروژن (h2s) مورد بررسی قرار گرفت. در این مورد نیز نتایج به دست آمده ازآزمون های مقاومت پلاریزاسیون خطی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی با یکدیگر و با نتایج آزمون غوطه وری بطور قابل قبولی مطابقت داشته و نشان داد که سرعت خوردگی در حضور بازدارنده بسیار کمتر از سرعت خوردگی در محلول اسیدی حاوی h2s بوده ودرجه بازدارندگی با افزایش غلظت بازدارنده افزایش یافته و در غلظت 3-10 مولار به 96 درصد رسید. در این مورد نیز برای بررسی ساختار بازدارنده تولید شده به صورت در جا در محلول، آزمون ftir انجام گرفت و نتایج حاصل از آن نشان دهنده تشکیل 2-فنیل،1-هیدروژن-بنز ایمیدازول بود. تصاویر گرفته شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که سطح فولادی که در محلول همراه با بازدارنده بود بسیار کمتر از سطح نمونه فولادی در محلول اسیدی حاوی h2s تخریب شده بود.