Тaркибидa aзот сaқлaгaн метaкрилaт полимерлaрни синтез қилиш вa улaрни aнтикорозион присaткaлaр сифaтидa қўллaнилиши

Функционал гуруҳлар Пара-эффект Мета-эффект Диметиламин- -0,83 -0,211 Амин- -0,66 -0,161 Аминобутил- -0,51 -0,34 Гидроксил- -0,37 +0,12 Метокси - -0,268 +0,115 Этокси- -0,25 +0,015 Метил - -0,170 -0,069 Триметилсилил - -0,07 -0,04 Фтор - +0,062 +0,337 Хлор - +0,227 +0,373 Бром - +0,232 +0,393 Иод - +0,276 +0,353 Этоксикарбонил - +0,45 +0,37 Трифторметил - +0,54 +0,43 Цианид - +0,56 +0,56 Нитро - +0,778 +0,710 Тиоурил ва унинг ҳосилалари саноатда жуда кенг миқёсда коррозияга самарадор ингибитор сифатида қўлланилади, чунки улар хавфсиз, экологик жиҳатдан қулай ва сувда “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 67 Химия и химические технологии эрувчандир. Уларнинг самарадорлиги моляр массасига боғлиқ ва кам концентрацияда катта ҳажмли молекула самарадордир. Саноатда ишлатиладиган мочевина ва тиомочевина бирикмалари ва улар кам концентрацияда самарадорлиги маълум [4,5,6]. 2-жадвал Тиоурилнинг ингибитор сифатида ишлатиладиган бирикмаларининг тавсифи Молекуляр масса Тиоурил 𝐻2𝑁−𝐶𝑆−𝑁𝐻2 0,1 76 Аллилтиоурил 𝐻2𝑁−𝐶𝑆−𝑁𝐻−𝐶𝐻2𝐶𝐻= 𝐶𝐻2 0,1 116 n,n-диэтил-тиоурил 𝐶2𝐻5𝐻𝑁−𝐶𝑆−𝑁𝐻𝐶2𝐻5 0,003 132 n,n-диизопропилтиоурил 𝐶3𝐻7𝐻𝑁−𝐶𝑆−𝑁𝐻𝐶3𝐻7 0,001 160 Ингибиторлар Кимёвий тузилиши Концен трация, мол/л Фенилтиоурил 𝐻2𝑁−𝐶𝑆−𝑁𝐻−𝐶6𝐻5 0,001 152 Дефенилтиоурил 𝐶6𝐻5𝐻𝑁−𝐶𝑆−𝑁𝐻𝐶6𝐻5 0,0006 228 Симметрик дитолултиоурил 𝐶𝐻3𝐶6𝐻4𝑁𝐻−𝐶𝑆−𝑁𝐻𝐶6𝐻4𝐶𝐻3 0,0004 256 Хулоса қилиб айтганда, ингибитор молекуласининг адсорбцион хоссаси молекулада функционал гуруҳнинг Ҳаммет доимийси қийматига боғлиқ бўлиб, унинг қиймати манфий бўлганда ингибитор яҳши адсорбсияланади (2-жадвал). Ҳозирги кунда кодактив турдаги ингибиторларни кимё саноатида кислота билан тозалаш жараёнларида, иситиш тизимларида, нефть ва газ қувурларида ишлатилади. Чунки бу турдаги ингибиторлар таркибида пиррол, тиофен ва анилин тутган бўлиб, улар кучли агрессив муҳитларда ва юқори ҳароратларда коррозияни олдини олиш учун самаралидир. Бу турдаги ингибиторлар металл юзасидаги коррозияни олдини олади. Уларнинг кодактивлиги (кодактивлик бир сантиметр квадратга тўғри келадиган Сименсларда ўлчанади) 100 С/см2 дан юқори ва оксидланиш жараёнларига боғлиқдир. Полимерларнинг катта молекуляр массаси ва ўлчами металл юзасига ингибиторнинг адсорбцияланишини таъминлайди. Полимерларда такрорланувчи кўплаб асосий ва қўшимча функционал гуруҳлар бор. Бу ҳолат уларнинг самарадорлигини оширади ва металл юзасида металл ионларининг полимер билан ҳосил қилган комплексининг мустаҳкамлигини таъминлайди. Масалан, тиоурил полимери қуйидаги тузилишга эга (−𝐶𝐻2𝑁𝐻−𝐶(𝑆) − 𝑁𝐻−𝐶𝐻2𝑁𝐻−𝐶(𝑆) −𝑁𝐻𝐶𝐻2 −) кўплаб –НN– гуруҳларига эга. Бу гуруҳ асосий гуруҳ бўлиб, қолган гуруҳлар уни қўллаб-қувватловчи вазифасини бажаради. Унинг жуфтлашмаган электронлари металлнинг бўш d-булутларига электронларини бериб комплекс боғ ҳосил қилади.Тио- гуруҳи ёрдамчи функционал гуруҳ бўлиб, у асосий гуруҳнинг адсорбцияланиш хоссасини кучайтиради, полимернинг қолган радикал қисми сув молекуласининг металл юзасидан кўчирилишини таъминлайди. Электркимёвий тадқиқотлар полимер турдаги ингибиторларнинг металл юзасида қатлам ҳосил қилишини кўрсатди, чунки ингибиторларда электронга бой орбиталлар бор. Тиоурил-формалдегид полимери эркин электронларни С атомидан Fе га ўтиши ҳисобига 𝛿𝜋−𝛿𝜋 боғ ҳосил қилади, узун полимернинг радикал қисми металл юзасида адсорбцияланади ва юпқа қатлам ҳосил қилади [4, 5]. Турли хилдаги ингибиторларнинг пўлат учун турли муҳитларда ишлатилиши ҳақида маълумотлар адабиётлардан маълум. Кимё саноатида кўплаб корхоналар бу турдаги ингибиторлардан фойдаланмоқда. Тадқиқотчилар полимер турдаги ингибиторларнинг кимёвий хоссаларини турли электрокимёвий усуллар ёрдамида ўрганмоқда. Улар турли муҳитларда сувда яхши эрийди. Бу эрувчанлик уларни агрессив муҳитларда эриб металл юзасига адсорбцияланишига ёрдам беради (3-жадвал). “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 68 Кимё ва кимёвий технологиялар 3-жадвал Турли муҳитларда пўлат учун самарадор электрокодактив полимер турдаги ингибиторлар Пўлат намуналари Ингибиторлар Муҳит Пўлат 3 (Аcаcиасеял) ўсимлиги экстракти Ичимлик суви Пўлат 3 АТУКС 0,5 М Н2СО3 Пўлат 3 (Аногеиссус леиоcарпус) ўсимлиги экстракти 0,1 М НC1 Углеродли пўлат Гуар ўсимлиги экстракти 0,5 М НC1 Углеродли пўлат Флюропласт-3М 0,4 М НC1 Углеродли пўлат Полиорганик силоксанли қоплама Иссиқ сув Углеродли пўлат Полимерлар ёки оқсил аминокислоталари: аланин, глицин ва лейцин 0,5 М Н2СО3 Электрокимёвий қаршилик спектроскопияси, потенциодинамик қутбланиш, қутбланиш қаршилиги, қутбланиш эгрилари, электрокимёвий частота моделяцияси усуллари ёрдамида полипропилен гликолни 15,0 % НС1 ли муҳитда жуда самарадорлиги аниқланди. Ингибиторнинг самарадорлиги концентрация ортиши билан ортиб боради ва ҳарорат динамикасига боғлиқ бўлади. Қутбланиш қаршилиги ва қутбланиш эгрилари усуллари бу ингибиторнинг аралаш турдаги ингибиторлигини кўрсатди. Катодда водород ажралишини камайтиради ва анодда темирнинг эришини камайтиради. Кучли агрессив муҳитларда металл юзасида мустаҳкам комплекс қоплама ҳосил қилади (4-жадвал). 4-жадвал. Гравиметрик усул ёрдамида ТМ-1 ингибитори киритилган ва киритилмаган 10% НC1 муҳитида пўлат 3 намунаси тавсифи КТ, ммс-1 Θ η, % Металл намунаси Ингибитор Ҳарорат, К Концентрация, мг/л - 25,3 - 100 1,80 0,9288 92,88 150 1,42 0,9438 94,38 200 1,20 0,9679 96,79 250 1,01 0,9802 98,02 Металл намуна ТМ-1 - 57,1 - - 100 4,80 0,9159 91,59 150 3,71 0,9350 93,50 200 3,50 0,9387 93,87 250 2,84 0,9502 95,02 Металл намуна ТМ-1 - 95,6 100 9,22 0,9035 90,35 150 8,43 0,9118 91,18 200 7,90 0,9173 91,73 250 6,41 0,9329 93,29 Металл намуна ТМ-1 - 140,7 100 16,20 0,8848 88,48 150 15,85 0,8873 88,73 200 14,77 0,8950 89,50 250 13,20 0,9061 90,61 ТМ-1 “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 69 Химия и химические технологии Умуман олганда электрокодактив полимер турдаги ингибиторлар кимё саноатида кенг миқёсда ишлатилади. Уларнинг адсорбцияланиш хоссалари жуда юқори бўлиб, металл материалларни коррозиядан сақлайди. Коррозия тезликлари ва самарадорлиги ингибиторли ва ингибиторсиз тизимларда турли концентрация ва ҳароратларда гравиметрик усул ёрдамида аниқланди. Тажрибалар пўлат-3 намунасида олиб борилди. Олинган натижалардан маълум бўлдики, ингибитор концетрацияси ортиши билан ингибиторнинг коррозиядан ҳимоялаш самарадорлиги ҳам ошиб борди ва энг юқори ҳимояланиш даражасига 250 мг/л концентрацияда эришилди. Чунки молекулалар сони ортиши билан ингибиторнинг металл юзасига адсорбцияланиш миқдори ҳам ортиб боради, лекин жуда катта ўзгариш бўлмайди. Бунинг сабаби ингибитор кам концентрацияда ҳам самарали ҳисобланади. Кам концентрацияда ингибиторнинг самарадорлиги жуда юқори, мос равишда 303 К да 100 мг/л концентрацияда 92,88% ни ташкил қилди (5-жадвал). Бу қиймат ҳарорат ортиши билан камайиб боради, мос равишда 333 К да 100 мг/л концентрацияда 88,48% га тенг. Ингибиторнинг самарадорлиги ҳароратга боғлиқ бўлади. Тажрибалардан олинган натижалардан ҳароратнинг ортиши билан ингибиторнинг самарадорлиги деярли ўзгармаганлигини кўриш мумкин. 5-жадвал Гравиметрик усул ёрдамида ингибиторлар киритилган ва киритилмаган 10 % НC1 муҳитида пўлат 3 намунаси тавсифи, (Т= 303 К; C=100 мг/л). Ингибиторлар КТ, ммс-1 Θ η, % Металл намуна 25,3 - - ТМ-1 2,50 0,9011 90,11 ТМ-2 1,80 0,9288 92,88 ДБИТ 1,19 0,9529 95,29 БТГУ 1,20 0,9525 95,25 БТИ 1,18 0,9533 95,33 Аралаш маҳсулот 1,65 0,9347 93,47 ТМ-1 аддукт 1,50 0,9407 94,07 «Налcо»352 1,84 0,9272 92,72 «Налcо»356 1,82 0,9280 92,80 Тадқиқот учун танлаб олинган ингибиторсиз ва ингибиторли тизимларда 10,0% НC1 муҳитда, 303 К да, 100 мг/л концентрацияда коррозияга қарши хоссалари аниқланди. Олинган натижалардан шуни кўриш мумкинки, ДБИТ, БТГУ ва БТИ ингибиторлар қолган ингибиторларга нисбатан юқори самарадорликга эга бўлиб, уларнинг коррозиядан ҳимоялаш даражалари 95,0% дан юқори ҳисобланади. Чунки, улар иккита бензол ҳалқаси ва кўплаб πэлектронлари ҳисобига юқори адсорбцияланиш хоссасини намоён қилади. 6-жадвал Гравиметрик усул ёрдамида ингибиторлар киритилган ва киритилмаган 1 М NaОH + 1 М NаC1 муҳитида пўлат Ҳ-80 намунаси тавсифи, (Т= 333 К; C=150 мг/л). Ингибиторлар КТ, ммс-1 Θ η, % Металл намуна 141,8 - - ТМ-1 аддукт 21,54 0,8480 84,80 ТМ-1+ГПЛ 17,32 0,8778 87,78 ДБИТ 4,98 0,9648 96,48 «Налcо» WТ-1007 6,95 0,9509 95,09 Тадқиқот қилинган барча ингибиторлар «Налcо»352 ва 356 (АҚШ компанияси ингибиторлари) ингибиторларига ўхшаш хоссаларга эгалиги тажрибаларда аниқланди. Бу “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 70 Кимё ва кимёвий технологиялар ингибиторларни кимё саноатида кучли кислотали муҳитларда «Налcо»352 ва 356 ингибиторлари ўрнида фойдаланилса яхши самара беришини тажрибаларда аниқланди. Ҳарорат 303К да концентрация ортиши билан ингибитор самарадорлиги ҳам мос равишда 90,30% дан 93,51% гача ортиб бормоқда. Бундай ўзгариш бошқа ҳароратларда олинган натижаларда ҳам кузатилди. Ҳарорат 303 К дан 333 К гача оширилганда ингибиторнинг металл юзасини қоплаш даражаси деярли ўзгармаган ва мос равишда 250 мг/л да 0,9351 ва 0,9020 ларни ташкил қилди. Олиб борилган тадқиқотлар натижасида КУ[н]+ГПЛ ингибиторининг 100 мг/л концентрацияда 90,30% самарадорликга эгалиги аниқланди. Бу ингибитор ишқорий-тузли 1 М NaОH + 1 М NаC1 муҳитда кам концентрцияда пўлат 3 намунасини коррозиядан максимал даражада ҳимоялайди. Бунинг сабаби ушбу ингибитор аралаш турдаги ингибитор бўлиб, кўплаб электрондонор функционал гуруҳларга эга. Бу ҳолат ҳарорат ошиши билан унинг самарадорлигини деярли ўзгармаслигини таъминлайди. Пўлатнинг Ҳ-80 намунаси ингибитор бўлмаганда 1 М NaОH + 1 М NаC1 ли муҳитда коррозия тезлиги 141,8 ммс-1 ташкил этди. Ингибитор қўшилганда коррозия тезлиги камаяди (6-жадвал). Пўлатнинг Ҳ-80 намунаси учун бу муҳитда самарадор ингибиторлар ҳисобланган кукурбит[н]урил аддукти, КУ[н]+ГПЛ, ДИТ ва ДБИТ ҳисобланади. ДИТ ва ДБИТ ларнинг адсорбсияланиш хоссалари мос равишда 0,9308 ва 0,9648 ларни ташкил қилди. Бу ингибиторлар ишқорий-тузли муҳитларда яхши адсорбсияланади. Молекуласида электрондонор гидроксил гуруҳларининг бўлиши уларнинг адсорбцияланиш қобилиятларини кучайтиради. Тадқиқотлар учун олинган ингибиторлар «Налcо» WТ-1007 ингибиторига ўхшаш хоссаларга эгалиги аниқланди. ДИТ ва ДБИТ ингибиторлари бу ингибиторга нисбатан яхшироқ натижа берди. Тажрибалар давомида нейтрал муҳитларда ҳам тадқиқотлар олиб борилди ва ингибиторларнинг ингибирлаш хоссалари аниқланди (7-жадвал). ДИТ, аралаш маҳсулот ва ДБИТ ингибиторлар юқори самардорликка эга бўлиб мос равишда уларнинг самарадорлиги 93,44; 96,47 ва 97,82 % ни ташкил қилди. Бу ингибиторларнинг адсорбцияланиш даражалари ва самарадорлиги «Налcо» 2000 ингибиторига ўхшашлиги аниқланди. 7-жадвал Гравиметрик усул ёрдамида ингибиторлар киритилган ва киритилмаган нейтрал муҳитда пўлат Ҳ-80 намунаси тавсифи, (Т= 303 К; C=100 мг/л). Ингибиторлар КТ, ммс-1 Θ η, % Металл намуна 23,5 - - Аралаш маҳсулот 0,71 0,9697 96,97 ДБИТ 0,51 0,9782 97,82 «Налcо» 2000 1,31 0,9442 94,42 Шундай қилиб, таркибида азот сақлаган ингибиторлар кислотали ва ишқорий муҳитларда Пўлат 3, ТМ-1, ТМ-2 намуналарига самарали коррозия ингибиторлари эканлиги аниқланди