ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP AMIT TỪ AXIT BÉO VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS LÊ TỰ HẢI Học viên thực hiện: THÁI THỊ MINH NHẬT ĐÀ NẴNG, 06/2012 MỞ ĐẦU 1. Lý chọn đề tài Từ trước đến có nhiều công trình nghiên cứu ăn mòn kim loại. "Sự ăn mòn kim loại gây tổn hại to lớn cho kinh tế quốc dân. Những nước có khí hậu nhiệt đới ẩm có khí hậu biển Việt Nam tổn thất ăn mòn gây ra, theo thống kê 20-30%. Trong số tổn thất phải kể đến phí tổn để chống ăn mòn" [9]. Hơn nữa, điều kiện ngành luyện kim nước ta non trẻ, sản lượng kim loại tinh chế vô nên việc bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn cần thiết kinh tế nước nhà. Những thiệt hại ăn mòn kim loại gây nghiêm trọng nên nghiên cứu ăn mòn kim loại cách phòng chống ăn mòn kim loại công việc quan trọng. MỞ ĐẦU Dùng chất ức chế ăn mòn giải pháp để bảo vệ kim loại. Các chất ức chế cho nhận điện tử, ức chế tạo màng sở amit họ chất ức chế có hiệu bảo vệ cao [9]. Tổng hợp khảo sát chất ức chế ăn mòn kim loại nhiều tác giả nghiên cứu ngày quan tâm phát triển nước ta. Với hóa chất công nghiệp sẵn có nước ta axit béo amin, điều kiện thuận lợi để tổng hợp amit từ axit béo. Đề tài "Nghiên cứu tổng hợp amit từ axit béo ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại" nhằm tổng hợp chất ức chế ăn mòn kim loại từ sản phẩm axit béo có tự nhiên. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tổng hợp số amit từ axit béo - Định danh sản phẩm amit - Xác định tính chất lý học sản phẩm amit: trạng thái, màu sắc, tính tan dung môi (nước, etanol, axeton,…) - Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp sản phẩm amit (nhiệt độ, tỉ lệ mol chất phản ứng, thời gian tổng hợp) - Xác định điều kiện tối ưu tổng hợp sản phẩm amit. Từ tính hiệu suất tổng hợp amit - Ứng dụng vào ức chế ăn mòn kim loại - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ức chế ăn mòn kim loại (thời gian ngâm, nồng độ amit). Mở đầu Chương 1. Tổng quan Bố cục luận văn Chương 2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Chương 3. Kết nghiên cứu thảo luận Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp Stearamit, Ethylen bis Stearamit Xây dựng quy trình tổng hợp Stearamit Ethylen bis Stearamit Một số tính chất sản phẩm tổng hợp amit Phổ IR Định danh amit thu từ axit béo Ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại Phổ LC-MS/MS Đo XRD Chụp SEM PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nghiên Nghiêncứu cứucác cácyếu yếutố tốảnh ảnhhưởng hưởngđến đếntổng tổnghợp hợpamit amit Phương Phươngpháp phápnghiên nghiêncứu cứu 2.2. Phương pháp hoá lý Phổ hồng ngoại Sắc ký lỏng ghép hai lần khối phổ Tổn hao khối lượng Đo nhiễu xạ tia X Phương pháp hóa học Chụp SEM Định tính amit Xác định độ tăng giảm khối lượng NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.1 3.1 Nghiên Nghiêncứu cứutổng tổnghợp hợpStearamit Stearamit 3.1.1. Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp Stearamit 3.1.1.1. Ảnh hưởng tỉ lệ mol axit Stearic Urê Được thực với thời gian đun hồi lưu 4h nhiệt độ đun 1200C yếu tố tỉ lệ mol axit Stearic Urê thay đổi để khảo sát với sau: 0.1/0.1; 0.1/0.11; 0.1/0.15; 0.1/0.2; 0.11/0.1; 0.15/0.1; 0.2/0.1. Kết thể bảng 3.1 hình 3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Bảng 3.1: Ảnh hưởng tỉ lệ mol axit Stearic/ Ure đến khối lượng hiệu suất tổng hợp amit Tỉ lệ 0.1/0.1 mol axit Stearic / Ure 0.1/0.11 0.1/0.15 0.1/0.2 0.11/0.1 0.15/0.1 0.2/0.1 m (g) 8.575 12.473 19.845 17.913 11.22 16.953 15.526 H% 30.3 44.1 70.1 63.3 39.6 59.9 54.9 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tỉ lệ mol axit Stearic Urê đến hiệu suất tổng hợp amit 10 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Vì thế, lựa chọn thời gian ngâm 48h ứng với hiệu bảo vệ cao đạt 72.13% Điều kiện tối ưu với nồng độ Ethylen bis Stearamit 600mg/l thời gian ngâm 48h hiệu bảo vệ đạt 72.13%. 3.3.3. Kết đo nhiễu xạ tia X Hình 3.35. Kết đo XRD với mẫu thép trắng không ngâm qua dung dịch ức chế ăn mòn 53 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 3.36. Kết đo XRD với mẫu thép trắng ngâm dung dịch Stearamit 54 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 3.37. Kết đo XRD với mẫu thép trắng ngâm dung dịch Ethylen bis Stearamit 55 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.3.4. Kết chụp SEM Hình 3.38. Ảnh chụp SEM mẫu thép ngâm dung dịch NaCl 56 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 3.39. Ảnh chụp SEM mẫu thép ngâm dung dịch Stearamit Hình 3.40. Ảnh chụp SEM mẫu thép ngâm dung dịch Ethylen bis Stearamit 57 KẾT LUẬN 1. Đã tìm điều kiện tối ưu trình tổng hợp Stearamit, Ethylen bis stearamit qua thông số. Cụ thể đối với: * Tổng hợp Stearamit: nhiệt độ tổng hợp 1400C, thời gian tổng hợp 3h, tỉ lệ mol tác chất axit Stearic Urê 0.1:0.15 cho hiệu suất tổng hợp 80.5%. * Tổng hợp Ethylen bis Stearamit: nhiệt độ tổng hợp 1600C, thời gian tổng hợp 4h, tỉ lệ mol axit Stearic Ethylenđiamin 0.1:0.2 cho hiệu suất tổng hợp 85.1%. 2. Đã xác định số tính chất lần lượt: * Stearamit: dạng rắn, màu vàng nhạt, không mùi, tan hòan toàn dung môi (etanol, axeton, n-hexan, cloroform) tan giới hạn nước. * Ethylen bis Stearamit: dạng đặc, màu vàng sẫm, không mùi, tan hòan toàn dung môi (etanol, axeton, n-hexan, cloroform, 58 nước). KẾT LUẬN * Đã xác định có mặt Stearamit Ethylen bis stearamit mẫu nghiên cứu phương pháp hóa học 3. Đã định danh Stearamit Ethylen bis stearamit mẫu nghiên cứu phương pháp vật lý: đo phổ hồng ngoại IR sắc ký ghép khối phổ LC-MS/MS 4. Đề xuất qui trình tổng hợp Stearamit Ethylen bis Stearamit 5. Stearamit Ethylen bis stearamit có khả ức chế ăn mòn kim loại cao. Với Stearamit cho hiệu bảo vệ 69.36% nồng độ Stearamit 300mg/l thời gian ngâm 36h. Với Ethylen bis Stearamit cho hiệu bảo vệ 72.13% nồng độ Ethylen bis Stearamit 600mg/l thời gian ngâm 48h. 6. Phương pháp đo nhiễu xạ tia X (XRD), chụp SEM : chứng tỏ có màng bảo vệ, giải thích cho khả ức chế ăn mòn kim loại Stearamit Ethylen bis Stearamit. 59 KiẾN NGHỊ 1. Tiếp tục nghiên cứu pha chế dung dịch Stearamit, Ethylen bis Stearamit với loại dầu gốc, dầu khoáng để làm phụ gia ức chế ăn mòn kim loại nâng cao tính ổn định trình bảo quản. 2. Tiếp tục nghiên cứu khả ức chế ăn mòn kim loại khác đồng, sắt .của phụ gia amit tổng hợp từ axit béo. 3. Nghiên cứu tổng hợp amit từ axit béo có nguồn gốc tự nhiên dầu lạc, dầu vừng, dầu nành .và ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại. 60 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO -Tiếng việt -[1] Trần Thị Ân, Đái Duy Ban, Nguyễn Hữu Chấn, Đỗ Đình Hồ, Lê Đức Trình (1980), Hóa sinh học, NXB Y học, Hà Nội. -[2] Lưu Văn Bôi Nguyễn Thị Sơn (2008),"Tổng hợp copolime ankyl acrylat- anhidrit maleic amit hóa làm chất phụ gia làm giảm nhiệt độ đông đặc dầu thô giàu parafin", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 24, tr.187-191. -[3] Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng (1999), Hóa sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội. -[4] Đào Hùng Cường (1996), Chuyên đề tổng hợp hữu cơ, Đà Nẵng. -[5] Nguyễn Anh Dũng, Nghiên cứu nâng cao chất lượng hạt urê để thích ứng với điều kiện thực tế khâu vận chuyển, lưu kho phân phối nhà máy đạm Phú Mỹ, tailieu.vn/ ./nghien-cuunang-cao-chat-luong-hat-ure-de-thich-ung ngày 4/5/2012. -[6] Đỗ Hữu Đĩnh, Đỗ Đinh Rãng (2007), Hóa học hữu , NXB GD 62 -[7] Lê Tự Hải (2006), Giáo trình điện hóa học, Đại học Sư phạm Đà Nẵng. -[8] Nguyễn Thị Kim Hưng (1997), "Lipid dầu thực vật Dinh dưỡng hợp lý", Sinh hoạt Hội Dinh Dưỡng. -[9] Đinh Văn Kha (chủ nhiệm, 2008), Nghiên cứu tổng hợp số dẫn xuất amit có tính ức chế ăn mòn kim loại cao từ nguồn axit béo C8 ÷ C18, Đề tài nghiên cứu KHCN cấp bộ, Bộ Công Thương Viện Hóa Học Công Nghiệp Việt Nam, Hà Nội. -[10] Đinh Văn Kha, Nguyễn Thế Nghiêm, Ngô Thị Thuận (2007), Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất amit sở axit béo C8 ÷ C18 làm phụ gia ức chế ăn mòn kim loại, Hội nghị Khoa học Công nghệ Hóa hữu toàn quốc IV, Hà Nội. -[11] Đinh Văn Kha, Ngô Thị Thuận, Nguyễn Thế Nghiêm (2006), Nghiên cứu lựa chọn xúc tác cho phản ứng oxy hóa n-parafin có nguồn gốc từ dầu mỏ Việt Nam, Hội nghị Khoa học 17, Trường ĐH Mỏ Địa chất. 63 -[12] Đinh Văn Kha, Ngô Thị Thuận, Nguyễn Thế Nghiêm, Lê Xuân Quế (2007), "khảo sát khả ức chế ăn mòn thép CT3 bốn dẫn xuất amit từ axit béo tổng hợp C8÷C18", tạp chí Hóa học Trung Tâm Khoa học Kỹ thuật & Công nghệ Quân trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Hà Nội, T.45(5), Tr.624-627. -[13] Phạm Văn Khoan, Chất ức chế ăn mòn hướng nghiên cứu, ứng dụng chất ức chế ăn mòn cho công trình cầu, cảng bê tông cốt thép vùng biển Việt Nam, Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa. -[14] Hà Huy Khôi (1998),"vai trò chất dinh dưỡng, Dinh dưỡng bệnh mãn tính", Góp phần xây dựng đường lối dinh dưỡng Việt Nam,106 – 127; 146 – 167. -[15] Mai Khôi, Giáo trình hóa sinh đại cương, Nhà xuất khoa học kĩ thuật, Hà Nội. -[16] Nguyễn Hoàng Nghị (2003), Các phương pháp thực nghiệm phân tích cấu trúc, NXB Giáo Dục. -[17] Nguyễn Hoàng Nghị (2002), Lý thuyết nhiễu xạ tia X, NXB Giáo Dục. 64 -[18] PGS.TS Nguyễn Phước Nhuận (2008), Bài giảng sinh hóa học, phần I TP.Hồ Chí Minh. -[19] Nguyễn Đình Phổ (1980), Ăn mòn bảo vệ kim loại, Trường ĐH Bách khoa TP HCM. -[20] Hà Thanh Mỹ Phương Bùi Thị Bửu Huê (2011), "Tổng hợp chất hoạt động bề mặt Ethanolamide Ethanediamide từ mỡ cá BaSa", Tạp chí Khoa học Trường ĐH Cần Thơ, 19a, tr. 47-52. -[21] Trịnh Xuân Sén (2006), Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội. -[22] Trần Quốc Sơn (2002), Cơ chế phản ứng hóa học hữu cơ, NXB Giáo dục. -[23] Đặng Như Tại, Ngô Thị Thuận (1984), Tổng hợp hóa học hữu cơ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội. -[24] Phan Minh Tân (2000), Tổng hợp hữu hóa dầu, Trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, tr. 20-24. 65 -[25] Võ Hồng Thái, giáo khoa vietsciences.free.fr/giaokhoa/chemistry/vohongthai/AMIN_m.pdf -[26] hữu Thái Doãn Tĩnh (2008), Cơ sở hóa học hữu cơ, NXB GD. -[27] Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích vật lý hóa lý, Tập1, NXB Khoa học Kỹ thuật. -[28] Nguyễn Văn Tuế (2002), Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB Giáo dục -[29] 2/52012 -[30] Ứng dụng Searamide , www belikechem.com- stearmide ngày Ứng dụng hóa học xanh sản xuất amin WWW.Tạp chí hóa học ngày nay.com.ứng dụng hóa học xanh sản xuất amin ngày 2/5/2012 66 -TIẾNG ANH -[[31] Emibe Bauer (1950), Patent Frans, 1029054. -[32] H.H. Uhlig (1970), Corrosion and protection, Dunod, Paris -[33] Igor V. Kovalenko, Glen R. Rippki and Charles R. Hurburgh (2006), Determination of Amino Composition of Soybeans (Glycine max) by Near-Infrared Spectroscopy, Agricultural and food chemistry. -[34] Inhibitor for metal corrosion, Patent US 4978500, December 1990 -[35] Jacqueline/Dupont(1999), "Fat and Oils", Encyclopedia of human nutrition, 719-769 -[36] L.Seager/ Michael R. Slabaugh- Mr.Kenvin A. Boudreaux, Amines and Amides- Organic and Biochemistry for today (4th ed.), chapter notes, Angelo State University 67 -[37] Linda et al (2007); Richard (2006); Drew Myer (2006). -[38] SIAM Bern (2001), ETHYLENDIAMINE - SIDS INITIAL ASSESSMENT REPORT, Switzerland -[39] Thomson (2003), wadsworth -[40] spectrum- chemicals-laboratory products -[41] Tài liệu mạng Fette, Scifen, Anstrichmitel, Vol 74, iss 1, tr. 58-63 -[42] EBS (Ethylene bis stearamide) 1264041610 -[43] Amides-physicalproperties 4/9/09 -[44] The Static SIMS Library (1999-2002), SurfaceSpectra Ltd. 68 [...]... cất loại khí Hình 3.8 Sản phẩm tổng hợp sau khi lọc 18 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 3.9 Sản phẩm tổng hợp sau khi sấy khô và nghiền mịn 3.1.3 Một số tính chất của sản phẩm tổng hợp amit từ axit stearic và Urê -Cảm quan : ở dạng rắn, không mùi và có màu vàng nhạt -Khả năng hòa tan (trong các dung môi khác nhau axeton, etanol, nhexan, cloroform, nước cất) được thể hiện ở bảng 3.4 19 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Bảng... Cất loại khí Để nguội hỗn hợp -t0 =55-600C -τ =1/2h Nghiền mịn -Bếp cách thủy -t0 =1050C -τ =1h Đổ nhanh ra vải mùng Rây Bột mịn Stearamit thô 16 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Qúa trình tổng hợp stearamit được thể hiện từ hình 3.5 đến hình 3.9 Hình 3.5 Thiết bị tổng hợp Stearamit Hình 3.6 Hỗn hợp ở dạng lỏng, có màu vàng nhạt sau quá trình đun hồi lưu, khuấy 17 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 3.7 Sản phẩm tổng hợp. .. cứu ở trên đã xác định được các điều kiện tổng hợp amit từ axit Stearic với Urê để thu được hiệu suất cao nhất là tỉ lệ mol giữa axit Stearic với Urê là 0.1/0.15, nhiệt độ tổng hợp 1400C và thời gian đun 3h thì hiệu suất tổng hợp amit đạt 80.5% 15 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.1.2 Xây dựng qui trình tổng hợp 28.4g axit Stearic - Dm: H2O -Nồng độ : 9% 9g Urê Trộn hỗn hợp -τ = 2h -t0=1400C Bằng vải Đun hồi lưu... hưởng của thời gian đến hiệu suất tổng hợp amit Từ kết quả ở hình 3.19 nhận thấy: Khi thời gian đun ít hay nhiều quá thì hiệu suất thu hồi amit không cao so với trường hợp đun trong thời gian 4h Vì thế, thời gian đun trong 4h được lựa chọn để đến nghiên cứu tiếp theo 33 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Qua những nghiên cứu ở trên đã xác định được các điều kiện tối ưu tổng hợp amit từ axit stearic với Ethylenđiamin... đồ phân mảnh ion mẹ 283 của Stearamit 56) 27 81 ) NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.2 Quá trình tổng hợp Ethylen bis Stearamit 3.2.1 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp Ethylen bis Stearamit 3.2.1.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ mol giữa axit Stearic và Ethylenđiamin Được thực hiện với thời gian đun hồi lưu trong 3h và nhiệt độ đun 1200C nhưng yếu tố tỉ lệ mol giữa axit Stearic và Ethylenđiamin được thay đổi lần... suất tổng hợp amit Từ kết quả ở hình 3.18, có thể thấy rằng: hiệu suất thu hồi amit tăng đồng biến với khoảng nhiệt độ từ 1200C-1600C Sau khoảng nhiệt độ này thì hiệu suất tổng hợp amit dao động trong khoảng 84% Vì vậy, nhiệt độ 1600C được lựa chọn để khảo sát yếu tố tiếp theo 31 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.2.1.3 Ảnh hưởng của thời gian đun Khảo sát thời gian tổng hợp được tiến hành với tỉ lệ mol giữa axit. .. DUNG NGHIÊN CỨU -Định tính Stearamit Hình 3.10 Sản phẩm tổng hợp trong n-hexan Hình 3.11 Sản phẩm tổng hợp trong ninhyđrin 21 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.1.4 Định danh Stearamit thu được 3.1.4.1 Phổ hồng ngoại IR của amit VN-H =3207.18 V-CH2-CH3 =2917.01 VN-H = 1471.48 VC=O =1647.68 V C-H = 903.76 V C-N = 1187.77 Hình 3.12 Phổ IR của amit trong nghiên cứu 22 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Bảng 3.5: Tần số dao động của... thể hiện ở bảng 3.3 và hình 3.3 Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thời gian đến khối lượng và hiệu suất tổng hợp amit Thời gian(h) 2 3 4 5 6 m (g) 19.982 22.784 22.710 22.103 21.857 H (%) 70.6 80.5 80.2 78.1 77.2 14 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến tổng hợp amit Vì thế, thời gian đun trong 3h được lựa chọn để đến nghiên cứu tiếp theo Qua những nghiên cứu ở trên đã xác định... Ethylenđiamin để thu được hiệu suất cao nhất là : tỉ lệ mol giữa axit stearic với Ethylenđiamin là 0.1/0.2, nhiệt độ tổng hợp 1600C và thời gian đun 4h thì hiệu suất tổng hợp amit đạt 85.1% 3.2.2 Xây dựng quy trình tổng hợp 34 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 28.4g axit Stearic 13.51ml Ethylen điamin -Dm: H2O (V=86.49ml) -Nồng độ :2M Để nguội hỗn hợp Bằng vải Lọc Trộn hỗn hợp Sấy khô -τ = 4h -t0=1600C τ =4h -Dm: axeton (V=100ml)... 3.4: Khả năng hòa tan của sản phẩm tổng hợp từ axit Stearic và Urê Dung môi axeton etanol n-hexan cloroform Nước cất Hóa chất Sản phẩm tổng hợp amit 1.5g sản phẩm tan hoàn toàn trong 40ml ở 550C 1g sản 2g sản phẩm 2g sản 0.5g sản phẩm tan hoàn phẩm tan phẩm tan hoàn toàn hoàn tan giới toàn trong toàn hạn trong 40ml ở trong trong 40ml ở 550C 40ml ở 40ml ở 550C 550C 550C 20 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU -Định . để tổng hợp amit từ axit béo. Đề tài " ;Nghiên cứu tổng hợp amit từ axit béo và ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại& quot; nhằm tổng hợp chất ức chế ăn mòn kim loại từ các sản phẩm axit. vệ kim loại. Các chất ức chế cho và nhận điện tử, ức chế tạo màng trên cơ sở các amit là một trong những họ chất ức chế có hiệu quả bảo vệ cao [9]. Tổng hợp và khảo sát chất ức chế ăn mòn kim. IR Phổ LC-MS/MS Ứng dụng làm chất ức chế ăn mòn kim loại Đo XRD Chụp SEM 7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tổng hợp amit Nghiên cứu các yếu