Рассказываем, какие природные вещества и соединения могут помочь в борьбе со ржавчиной
Словечко «ингибитор» знакомо, без сомнения, каждому, кто внимательно читает наши статьи. Применительно к главной теме - это соединение или вещество, которое замедляет процессы коррозии, защищая металл от преждевременного разрушения. Может показаться, что все современные ингибиторы просто обязаны быть синтетическими: продуктами сложных химических реакций, состоящими из множества компонентов. Однако это не так: хоть наука и шагнула далеко вперед, люди по всей планете продолжают пользоваться для защиты металлических конструкций от коррозии природными веществами, пусть даже и модифицированными в лабораторных условиях.
И не без успеха - как вам, например, ингибитор коррозии, сделанный на основе растительного масла? А выжимки из рапса, миндаля и даже кресс-салата? А знаете ли вы, что зеленый чай полезен не только для здоровья - в нем содержится уникальное вещество, способное эффективно бороться со ржавчиной!
Обо всех этих удивительных фактах и о том, какие еще существуют «зеленые» ингибиторы коррозии и как они работают, читайте в нашем материале.
Подсолнечник, рапс, арахис и «трава-паразит» из Африки
Поиск новых «зеленых» ингибиторов коррозии ученые ведут непрерывно. Так, например, существует множество работ, посвященных их синтезу... из растительных масел. В частности - обыкновенного подсолнечного, бутылочка которого наверняка найдется на каждой кухне.
Но не только: предпринимались (и часто с той или иной степенью успеха) попытки создать недорогие, эффективные и экологичные ингибиторы из льняного масла, масла семян кресс-салата, миндаля, арахиса, канолы - канадского рапса - хлопка и многих, многих других.
Конечно, «сырым» маслом металл не мажут. Сначала нужно «пробудить» и активизировать его свойства. Делается это в лаборатории - чаще всего из натурального сырья готовят экстракты или при помощи различных реагентов и растворителей выделяют соли жирных кислот, которые при контакте с металлической поверхностью образуют на ней тонкую, но при этом стойкую защитную пленку.
Иногда разработка «зеленых» ингибиторов может послужить двойным целям. Так, например, несколько лет назад исследовательская группа из Университета нефти и полезных ископаемых имени короля Фадха в Саудовской Аравии описала ингибитор, в качестве основы для которого использовала выжимку хромолены душистой - с этой безобидной на вид травкой, цветущей белыми или синеватыми пушистыми цветочками, с середины прошлого века Африка и Юго-Восточная Азия борются как с опасным инвазивным видом, примерно таким же, как наш борщевик.
Ученые установили, что листья хромолены, если приготовить из них экстракт и смешать его с этанолом, способны обеспечивать до 95 % защиты от коррозии для алюминия и мягких сталей.
Отходы - в дело!
Раз есть ингибиторы коррозии на растительных маслах, почему бы не попробовать синтезировать такие же, но на основе животных жиров? И такие попытки действительно предпринимаются. Не волнуйтесь, зверушек никто не мучает: в качестве приоритетного источника тех самых жирных кислот, которые и обеспечивают защиту металла, ученые рассматривают побочные продукты масложировых и мясных производств: например, так называемый жир-сырец низкого качества или жиросодержащие эмульсии. Сжигать или захоранивать такие отходы нельзя - так почему бы не попробовать пустить их в дело? Попробовали - и получилось.
Так, например, в Российском государственном аграрном университете в 2023 году предложили технологию переработки таких отходов в поверхностно-активные вещества. Для этого жир натуральный нужно отделить от воды и переработать в жир технический, смешать с химическими реагентами и синтезировать жирные кислоты. Полученные на их основе поверхностно-активные вещества специалисты испытывали в качестве смазки для подшипников - но, как сами же они и отмечают в своей работе, их можно рекомендовать также и для создания «зеленых» ингибиторов коррозии.
Сложнее, дешевле, эффективнее
Процесс исследования и поиска новых органических ингибиторов не останавливается и сегодня. Так, например, относительно недавно ученые предложили использовать в этом качестве ионные жидкости, представляющие собой, если говорить очень просто, смеси органических солей с температурой плавления ниже 100 градусов. Широкое распространение получил танин - добываемый из некоторых растений желтоватый порошок; именно он «ответственен», например, за специфический «вяжущий» привкус во рту после употребления незрелых фруктов, красного вина или зеленого чая. С химической точки зрения танин имеет способность связывать кислород и образовывать соединения с солями железа, что позволяет ему, в частности, взаимодействовать с уже корродировавшим металлом для его сохранения от дальнейших разрушений.
На основе органических веществ создаются «мигрирующие» ингибиторы, способные благодаря своим свойствами проникать, например, через слой бетона и адсорбироваться на поверхности арматуры, замедляя ее коррозию.
Сам собой возникает вопрос: если зеленые ингибиторы так хороши, почему ими не пользуются повсюду и на постоянной основе? Ответ прост - при всех своих явных преимуществах они не лишены и недостатков. И главный среди них - не такая уж высокая стойкость и, наоборот, высокая чувствительность к температурам, при которых работает защищенная металлическая конструкция.
Если температура слишком низкая, масляная пленка на поверхности металла становится хрупкой и восприимчивой ко внешним воздействиям. Если слишком высокая - наоборот, размягчается и теряет свои свойства.
Однако, как мы уже писали чуть выше, активные исследования в этом направлении продолжаются. И даже более того - в последние годы они приобрели особую актуальность на волне экологического тренда и ответственного отношения человека к окружающей среде.