Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 37. 11 oktober 1955 - Rostningsinhibitorer i gasfas, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
4- oktober 1955
833
Rostningsinhibitorer i gasfas
66.097.8 : 620.193
För att kunna använda nya, icke eldfarliga hydrauliska
vätskor, t.ex. glykol-vatten, som utarbetades för militära
ändamål under andra världskriget, behövde man
rostningsinhibitorer verksamma i gasfas. Man fann att
diiso-propylaminnitrit, löst i den hydrauliska vätskan, kan
användas för detta ändamål och provade sedan flera andra
aminnitriter, av vilka några gav tillfredsställande
rostskydd.
Under kriget blev det vidare nödvändigt att skydda
militär utrustning mot korrosion under transport och
lagring även i tropiskt klimat. Vanliga industriella
förpackningar visade sig otillfredsställande, och man måste
därför utarbeta nya metoder. Många av dessa var tidsödande
och dyrbara, och materielens rengöring före användningen
vållade betydande besvär.
Rostningsinhibitorer i gasfas gav en god lösning även av
detta problem. De används i sådana fall för impregnering
av förpackningsmaterialet, t.ex. papper. Man utnyttjade
först diisopropylnitrit men fann senare, att
dicyklohexyl-aminnitrit, som är mindre flyktigt och mindre lösligt i
vatten, är lämpligare för impregnering (Tekn. T. 1949 s. 195;
1951 s. 694; 1952 s. 859).
Under och efter kriget har man framställt och provat ett
stort antal olika ämnen som i högre eller mindre grad
visat sig verksamma som rostningsinhibitorer i
förpackningar (Tekn. T. 1952 s. 1053). Vissa av dem torde ha
nämnvärd effekt bara vid direkt kontakt med metallytan,
men många av dem har tillfredsställande verkan även i
gasfas (tabell 1). En förening, som enligt tabellen ger
mindre än 50 °/o rostfri yta, anses sakna nämnvärd
inhibitoreffekt. Nästan alla praktiskt användbara
inhi-bitorer ger 100 %> rostfri yta under de givna
betingelserna.
Av de i tabell 1 nämnda exemplen på rostningsinhibitorer
torde dicyklohexylaminnitrit vara den mest använda. I
Storbritannien har man emellertid börjat tillverkning i
halvstor skala av cyklohexylaminkarbonat, som avdunstar
snabbare än dicyklohexylaminnitrit, varigenom dess ånga
på mycket kort tid diffunderar genom gasrummet i en
förpackning. Vidare lär det hindra ståls korrosion även i
närvaro av saltvatten och hejda påbörjad röstning.
Egenskaper och framställning
Aminnitriternas och amin-syrakomplexens löslighet i
vatten är några få procent eller mera, beroende på den
organiska komponentens struktur. Deras ångtryck vid 40°C är
några mikrotorr eller mera. I allmänhet avtar dessa
ämnens löslighet i alkoholer med deras eller alkoholens
mol-vikt. Inhibitorer med liten molvikt är obetydligt lösliga i
kolväten; deras löslighet i dessa växer med deras molvikt.
Blir denna för hög blir deras flyktighet emellertid för liten.
De flesta är mera lösliga i blandningar av alkoholer och
vatten än i ettdera lösningsmedlet enbart.
Aminnitriter med relativt stor molvikt är vita, kristallina
fasta ämnen; de med liten molvikt är delikvescenta,
halvkristallina material. Deras giftverkan är ungefär densamma
som natriumnitrits, varför deras ångor i allmänhet skall
anses giftiga. Säkerhetsåtgärder vid deras hantering bör
vidtas i överensstämmelse härmed.
Komplex av aminer och organiska syror är kristallina
eller halvfasta, vaxliknande ämnen; de med liten molvikt
är delikvescenta. Man kan erhålla dem genom att blanda
metanollösningar av syran och aminen vid
rumstemperatur eller något förhöjd temperatur. Lösningsmedlet
avlägsnas sedan under minskat tryck och föreningen
om-kristalliseras ur ett lämpligt lösningsmedel.
Verkningssätt
Redan innan gasfasinhibitorerna upptäcktes använde
man i stor utsträckning organiska syror och aminer som
inhibitorer i oljor, hydrauliska vätskor och smörjfett. Det
har länge varit känt att syror, aminer och andra polära
ämnen, som vid lämpligt pH joniseras i gränsytan mellan
olja och vatten, adsorberas ca 1 000 gånger starkare i
denna yta än icke joniserbara ämnen, såsom alkoholer,
estrar, ketoner och fenoler. Denna stora skillnad i
adsorp-tion har senare visat sig uppstå även i gränsytan
oljametall. Den anses bero på att syrans väteatom och aminens
kväveatom kan koordineras med elektroner i metallytan.
Om sådana joniserbara ämnen adsorberas vid mera
reaktiva metaller, uppstår kemiska reaktioner som leder till
bildning av salter eller amminoföreningar. Man kan vänta
att av molekyler, påverkade av lika stora adhesionskrafter,
de som har minsta lösligheten i oljan, skall ha största
genomsnittliga adsorptionslivslängden. Med fallande
löslighet bör alltså de polära ämnenas tendens att fastna på
metallytan växa.
En polär rostningsinhibitor måste vara oljelöslig eller
dispergerbar i olja och dess polära grupp måste attraheras
av järn och stål. Om tillräckligt mycket inhibitor
adsorberas, bildas ett orienterat monomolekylärt skikt på
metallytan med molekylernas hydrofoba kolvätedelar vända utåt.
En på detta sätt täckt metallytas vattenfrånstötning är
givetvis starkare ju tätare det monomolekylära skiktet är.
Dettas hydrofoba egenskaper kan uppskattas genom
mätning av vattendroppars vätningsvinkel på en med inhibitor
behandlad stålyta.
En rostningsinhibitors effekt beror på det på metallytan
adsorberade, monomolekylära skiktets medellivslängd, dess
genomsläpplighet för vatten och vattnets joner och de vid
metallytan bildade reaktionsprodukternas förmåga att täta
porer i det adsorberade skiktet. Passeras detta av rent
vatten, uppstår vid stålytan ämnen som mycket snabbt tycks
täppa igen porer i skiktet, varigenom detta skyddar mot
fortsatt korrosion. Tränger däremot en stark syra genom det
adsorberade skiktet, utvecklas vätgas som kan lösgöra det.
Många av de ämnen, som är goda inhibitorer lösta eller
dispergerade i oljor, har samma effekt när de är lösta i
vatten. Deras polära grupper har av allt att döma större
affinitet till stålytor än vatten; de kan därför tränga undan
detta och bilda ett skyddande monomolekylärt skikt.
Tillräckligt flyktiga ämnen av samma typ kan sägas vara
lösliga i luft, och deras ångor kan på analogt sätt bilda
monomolekylära skyddsskikt på stålytor.
De är gasfasinhibitorer, men för att de skall vara fullt
effektiva sådana måste de också vara inhibitorer i
vattenlösning därför att man kan vänta att vatten ofta
kondenseras på metallytorna i en förpackning om luftfuktigheten
är stor. Man har iakttagit att gasfasinhibitorer bildar
hydrofoba adsorberade skikt på metallytor. Deras
verkningssätt kan därför anses vara i princip detsamma som
vätskefasinhibitorernas, men därmed är det inte
fullständigt utrett.
Medan t.ex. ammoniak, etylendiamin och cyklohexylamin
hindrar eller åtminstone i hög grad minskar ståls
röstning i ångledningar och kondensorsystem, ger de
otillräckligt skydd i slutna förpackningar (tabell 1). Organiska
syror, som har god verkan i vätskor, har liten eller ingen
verkan i gasfas, vilket emellertid måste bero på att
tillräckligt högmolekylära syror har för liten flyktighet.
Aminer blir fullgoda gasfasinhibitorer bara som salter av
svaga syror. Dessa måste alltså fullgöra en funktion som
ännu är outredd. Man har t.ex. funnit att organiska syror,
såsom bensoe- och kapronsyra, bildar adsorberade skikt
på metallytor ovanför deras lösning. Vätningsvinkeln för
vatten på dessa skikt är ungefär densamma som på skikt
adsorberade ur lösning eller smälta. På skikt av syror
med högre molvikt blir vätningsvinkeln större än på skikt
av dicyklohexylaminnitrit men detta har dock bättre
in-hiberingseffekt.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
