ABSTRACT
In this article results of research of solubility and interaction of components are given in system H3PO4-C5H6O2-H2O which are a physical and chemical basis for receiving anticorrosive material from the above components.
Ключевые слова: фосфорная кислота; фурфуриловый спирт; коррозия; политерма растворимости; ингибитор коррозии; фосфатный слой; кристаллизация.
Keywords: phosphoric acid; furfuril alcohol; corrosion; solubility polyterm; corrosion inhibitor; phosphates layer; crystallization.
Общеизвестно, что при травлении окисленных металлических изделий растворами фосфорной кислоты, например, в производстве удобрений вместо продуктов коррозии — оксидов железа на поверхности образуются фосфорнокислые соединения в виде фосфатных пленок. Эти пленки химически связаны с основой металлов и состоят из сросшихся между собой мельчайших кристаллов ультрамикроскопических размеров. Они образуют высокоразвитую поверхность, способствующую адсорбированию и впитыванию наносимых на неё лаков, красок, смазок, а также различных пропитывающих составов, которые проникают в межкристаллическое пространство и прочно закрепляются с ней. Вследствие этого резко усиливаются защитные свойства как пленок, так и наносимых на неё лакокрасочных материалов.
Известно, что для получения фосфатных пленок пригодны растворы, в которых концентрация фосфорной кислоты должна быть невысокой. При высоком содержании фосфорной кислоты происходит растворение как ржавчины и окалины, так и металла.
Образование фосфатной пленки в растворах фосфорной кислоты происходит аналогично, как и в случае фосфатирующих растворов с образованием различной степени замещения двух- и трехвалентных фосфатов железа. Вследствие легкой окисляемости фосфатов железа (II) фосфатные пленки не обладают высокой защитной способностью [2]. Для устранения указанных недостатков в состав антикоррозионных покрытий на основе ортофосфорной кислоты необходимо добавить, поверхностно-актив-ные вещества, ингибиторы кислотной коррозии и другие соединения. Такими свойствами обладает фурфуриловый спирт. Фурфуриловый спирт получается на гидролизных заводах из растительного сырья. Фурфуриловой спирт — бесцветная жидкость с температурой кипения 170 ºС. Применяется для получения фуриловых смол (связующие для стеклопластиков, полимер-бетоны, плёнкообразующие для антикоррозионных клеевых лаков).
При получении антикоррозионного материала на основе фосфорной кислоты и фурфурилового спирта образуется система H3PO4-C5H6O2-H2O. В литературе отсутствуют сведения о ней и составляющих её тройных систем. В связи с этим, в данной статье приводятся результаты исследования растворимости и взаимодействия компонентов в системах H3PO4-C5H6O2-H2O, которые являются физико-химической основой для получения антикоррозионного материала из вышеуказанных компонентов и их комплексов. Политерму растворимости системы H3PO4-C5H6O2-H2O построили на основании данных, полученных из внутренних разрезах и бинарных системах H3PO4-H2O, C5H6O2-H2O и H3PO4-C5H6O2. Эвтектической точка системы соответствует 31,2 % H3PO4, 43,4 % C5H6O2 и 25,4 % H2O при -98,4 ºС (табл. 1).
Двойная система H3PO4-H2O изучена ранее [1] согласно нашим и литературным данным H3PO4 кристаллизуется в интервале при –85 0С и содержании 61,5 %. В интервале от 0 до –85 ºС в донную фазу выпадает лед.
Растворимости в системы фосфорная кислота-фурфуриловый спирт-вода на политерме ограничены поля кристализации исходных соединений: льда, фурфурилового спирта и гидратированной фосфорной кислоты — 2H3PO4·H2O, для которых определены температурные и концентрационные пределы их существования.
Таблица 1.
Образование кристаллических фаз в системе фосфорная кислота-фурфуриловый спирт-вода
Анализ полученных данных показывают, что в изученном интервале температур и концентраций химического взаимодействия между фосфорной кислотой не происходит. Благодаря хорошей растворимости в данной системе, фосфорная кислота оказывает значительно большее высаливающее действие на фурфуриловый спирт, чем последний на фосфорную кислоту. Полученные данные могут служить физико-химической основой для получения антикоррозионного материала из вышеуказанных компонентов.
Список литературы:
Киргинцев А.Н. Растворимость неорганических веществ в воде. Л.: Химия, 1972. — С. 224.
Хаин И.И. Теория и практика фосфатирования металлов. Л.: Химия. 1973. — 310 с.