苯并三氮唑衍生物合成及在防铜变色剂中的应用

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苯并三氮唑是一种在冶金、机械、石油化工、电力、铁路交通、轻工和军工部门得到广泛应用的防腐蚀添加剂,但是在铜币防腐方面仍不能满足需要。关于相关领域方面的探索一直是研究的热点。本文针对目前我国五角铜币面临的在防腐方面出现的问题,提出了改性苯并三氮唑为基础的防腐配方研究。  本文首先以苯并三氮唑,2-氯乙基三甲基氯化铵,NaOH为原料,以乙醇为溶剂,在79℃下恒温回流6h,合成2-苯并三唑-1-乙基三甲基氯化铵。用红外光谱和核磁氢谱对该化合物进行表征,证明所合成产物为目标产物。  然后以2-苯并三唑-1-乙基三甲基氯化铵与苯并三氮唑为主要原料与一些含氮类小分子化合物进行复配成防铜变色剂。分别对防铜变色剂不同配方进行稳定性和抗冻性观察。根据观察结果,从中筛选出稳定性好且抗冻性强的配方。  接下来从上述筛选出来的配方中选出各个配方的主要影响因素,并将这些因素进行进一步调配,得出几组优化配方。通过单因素实验,分析了pH、温度和浓度对各组配方缓蚀作用的影响,采用湿热加速腐蚀实验法,直观考察了其对铜片的缓蚀效果,以确定其防变色性能,并结合电化学极化曲线法进行了防铜变色剂缓蚀效果的测定及考评,2-苯并三唑-1-乙基三甲基氯化铵、BTA、二乙烯三胺和乙醇的比例为5∶5∶3∶3时,缓蚀效果最好进而获得最佳配方。  最后通过正交设计实验,考察使用该配方时,在不同pH、温度和浓度条件下的缓蚀效果,优化其使用的工艺条件。结果表明:当pH=6,温度为50℃,2.苯并三唑-1-乙基三甲基氯化铵浓度为200 mg/L时,为该配方的最佳缓蚀条件。然后以目前市场流通的五角铜币为研究对象考察该配方的应用效果,实验表明此配方优于目前现有的以苯并三氮唑为基础的铜币防腐配方。
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