Полікарбоксилати (ПК) – це полімери на основі карбоксилвмісних мономерів з карбоксильними групами, що безпосередньо не прив’язані до аліфатичного полімерного ланцюга. Вони застосовуються як суперпластифікатори бетону, деемульгатори для зневоднення нафти, антикорозійні консерванти для сталі та інгібітори солевідкладень у нафтопроводах.
Метою нашої роботи був огляд літературних даних по застосуванню полікарбоксилатів як інгібіторів корозії та солевідкладень, а також методів синтезу мономерів для їх одержання.
Відомі антикорозійні консерванти, як правило, одержані на основі мінеральної оливи, тому після їх використання треба застосовувати знежирювальні композиції з органічних розчинників, які забруднюють навколишнє середовище. Оскільки ПК є водорозчинними плівкоутворювачами, то стадія очищення спрощується і є екологічнішою. Захисний ефект карбоксилатів мономерного типу можна збільшити за рахунок поєднання з азолами.
Їх також можна застосовувати як антискаланти для зменшення відкладення малорозчинних сполук.
Результати досліджень антикорозійної здатності раніше синтезованих нами полікарбоксилатів показали, що консерваційне покриття сталі на основі полікарбоксилату гребеневої будови значно краще інгібує корозію, ніж полікарбоксилат лінійної будови.
Найпридатнішими вихідними речовинами для одержання карбоксилвмісних макромономерів для ПК з віддаленою карбоксильною групою є гідрокси(полі)алкіленокси(мет)акрилати (ГПАМА), оскільки вони промислово доступні.
ГПАМА є монозаміщеними естерами з однією гідроксильною групою, тобто мають властивості спиртів, тому карбоксильну групу можна вводити в ω-положення відносно ненасиченого (мет)акрилового зв’язку молекули ГПАМА ацилюванням дикарбоновою кислотою або її ангідридом з утворенням (полі)алкіленокси(мет)акрилових моноестерів дикарбонових кислот. Ця реакція є необоротною, достатньо швидкою, не потребує розчинників.
1. Цюпко, Ф., Ларук, М., Ятчишин, Й., & Ільницький, З. (2012). Одержання полікарбоксилатних гіперпластифікаторів. Вісник НУ "Львівська полі-техніка", Хімія, технологія речовин та їх засто-сування,(726), 49-51.
2. Цюпко, Ф., Ятчишин, Й., Ільницький, З., & Ларук, М. (2012). Синтез водорозчинних співпо¬лімерів моноакрилату поліпропіленгліколю та їх за-стосування як гіперпластифікаторів бетонних сумі¬шей. Актуальні проблеми хімії та технології орга¬нічних речовин (APCTOS): матеріали Міжнародної наукової конференції. - 6-8 листопада 2012 року м. Львів: Вид-во Львівської політехніки, 66.
3. Цюпко, Ф., Ларук, М., Ятчишин, Й., & Ільницький, З. (2012). Синтез полікарбоксилатних гіперпластифікаторів. Збірник тез доповідей VІ нау-ково-технічної конференції "Поступ в нафтогазо-переробній та нафто-хімічній промисловості" - Львів, 25-28 квітня 2012 р., 261.
4. Papayianni, I., Tsohos, G., Oikonomou, N., & Mavria, P. (2005). Influence of superplasticizer type and mix design parameters on the performance of them in concrete mixtures. Cement and Concrete Composites, 27(2), 217-222. doi:10.1016/ j.cemconcomp.2004.02.010
https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.02.010
5. Zhu, J.M. (2011). Presentation at 3rd National Conference on PCE Superplasticizers, Liaoning Oxiranchem. Inc., Beijing. - June 25 - 27. - 2011.
6. Цюпко, Ф., Ільницький, З., Гладій, А., Ятчишин, Й., & Ларук, М. (2014). Гіперрозгалужені полікарбоксилатні полімери для нафтогазової промис-ловості. Збірник тез доповідей VІІ міжнародної науково-технічної конференції "Поступ в нафто-газо-переробній та нафто-хімічній промисловості", Львів, 19-24 травня 2014 р., 199.
7. Цюпко, Ф., Гладій, А., Ільницький, З., Ларук, М., Полюжин, Л., & Ятчишин, Й. (2015). Нові полікарбоксилатні деемульгатори для руйнування емульсій "вода - газовий конденсат". Тези доповіді II Міжнародної наукової конференції "Актуальні проблеми хімії та технології органічних речовин" (APCTOS2), 5-7 листопада 2015, Львів, Україна, 70.
8. Цюпко, Ф., Ільницький, З., Гладій, А., Ятчишин, Й., & Ларук, М. (2016). Синтез та дослі-дження полікарбоксилатних деемульгаторів. Збірник тез доповідей VІІІ міжнародної науково-технічної конференції "Поступ в нафтогазопереробній та нафто-хімічній промисловості", Львів, 16-21 травня 2016 р., 184.
9. Братичак, М. М., & Максимик, В. Я. (1998). Використання нових деемульгаторів на нафтовидо-бувних та нафтопереробних підприємствах України. Вісник Державного університету "Львівська полі-техніка", спецвипуск до 125-річчя ХТФ., (342), 189-195.
10. Palmer, J. W., Hedges, W., & Dawson, J. L. (2004). The Use of Corrosion Inhibitors in Oil and Gas Production. Working Party Report (Vol. 39). Maney Publishing.
11. Sekine, I. (1992). Corrosion Inhibition of Mild Steel by Cationic and Anionic Polymers in Cooling Water System. Journal of The Electrochemical Society, 139(11), 3167. doi:10.1149/1.2069050
https://doi.org/10.1149/1.2069050
12. Müller, B., Förster, I., & Kläger, W. (1997). Corrosion inhibition of zinc pigments in aqueous alkaline media by polymers. Progress in Organic Coatings, 31(3), 229-233. doi:10.1016/s0300-9440(97)00042-8
https://doi.org/10.1016/S0300-9440(97)00042-8
13. Шехтер, Ю. Н., & Крейн, С. Э. (1971). Поверхностно-активные вещества из нефтяного сырья. Москва: Химия.
14. Михайловский, Ю. Н. (1989). Атмосферная коррозия металлов и методы их защиты (Я. М. Ко-лотыркин, Ed.). Москва: Металлургия.
15. Цюпко, Ф. І., Ларук, М. М., Ятчишин, Й. Й., & Ільницький, З М. (2012). Вісник Національного університету "Львівська політехніка", (726), 49-51.
16. Rammelt, U., Koehler, S., & Reinhard, G. (2011). Electrochemical characterisation of the ability of dicarboxylic acid salts to the corrosion inhibition of mild steel in aqueous solutions. Corrosion Science, 53(11), 3515-3520. doi:10.1016/j.corsci.2011.06.023
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2011.06.023
17. Georges, C., Rocca, E., & Steinmetz, P. (2008). Synergistic effect of tolutriazol and sodium carboxylates on zinc corrosion in atmospheric conditions. Electrochimica Acta, 53(14), 4839-4845. doi:10.1016/j.electacta.2008.01.073
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.01.073
18. Arthur, D. E., Jonathan, A., Ameh, P. O., & Anya, C. (2013). A review on the assessment of polymeric materials used as corrosion inhibitor of metals and alloys. International Journal of Industrial Chemistry, 4(1), 2. doi:10.1186/2228-5547-4-2
https://doi.org/10.1186/2228-5547-4-2
19. Leung, W. H., & Nancollas, G. H. (1978). A kinetic study of the seeded growth of barium sulfate in the presence of additives. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 40(11), 1871-1875. doi:10.1016/0022-1902(78)80245-0
https://doi.org/10.1016/0022-1902(78)80245-0
20. Amjad, Z. (1987). The inhibition of dicalcium phosphate dihydrate crystal growth by polycarboxylic acids. Journal of Colloid and Interface Science, 117(1), 98-103. doi:10.1016/0021-9797(87)90172-x
https://doi.org/10.1016/0021-9797(87)90172-X
21. Amjad, Z. (1993). Performance of inhibitors in calcium fluoride crystal growth inhibition. Langmuir, 9(2), 597-600. doi:10.1021/ la00026a039
https://doi.org/10.1021/la00026a039
22. Amjad, Z. (1987). Kinetic study of the seeded growth of calcium carbonate in the presence of benzenepolycarboxylic acids. Langmuir, 3(2), 224-228. doi:10.1021/la00074a014
https://doi.org/10.1021/la00074a014
23. Zuhl, R. W., Amjad, Z., & Masler, W. F. (1987). A novel polymeric material for use in minimizing calcium phosphate fouling in industrial water. Journal of the Cooling Tower Institute, 8(2), 41-49.
24. Leeden, M. V., & Rosmalen, G. V. (1987). Aspects of additives in precipitation processes: Performance of polycarboxylates in gypsum growth prevention. Desalination, 66, 185-200. doi:10.1016/0011-9164(87)90204-9
https://doi.org/10.1016/0011-9164(87)90204-9
25. Amjad, Z. (1988). Calcium sulfate dihydrate (gypsum) scale formation on heat exchanger surfaces: The influence of scale inhibitors. Journal of Colloid and Interface Science, 123(2), 523-536. doi:10.1016/0021-9797(88)90274-3
https://doi.org/10.1016/0021-9797(88)90274-3
26. Smith, B., & Alexander, A. (1970). The effect of additives on the process of crystallization II. Further studies on calcium sulphate (1). Journal of Colloid and Interface Science, 34(1), 81-90. doi:10.1016/0021-9797(70)90261-4
https://doi.org/10.1016/0021-9797(70)90261-4
27. Орестов, Є. О., & Мітченко, Т. Є. (2013). Фізико-хімічні основи дії інгібіторів фоулінгу мембран зворотного осмосу та шляхи їхнього опти¬мального використання. Вода і водоочисні тех¬нології, (2), 3-17.
28. Neofotistou, E., & Demadis, K. D. (2004). Use of antiscalants for mitigation of silica (SiO2) fouling and deposition: Fundamentals and applications in desalination systems. Desalination, 167, 257-272. doi:10.1016/ j.desal.2004.06.135
https://doi.org/10.1016/j.desal.2004.06.135
29. Amjad, Z. (2002). Advances in crystal growth inhibition technologies. New York: Kluwer Academic.
https://doi.org/10.1007/b114150
30. Amjad, Z. (2007). Influence of Polymer Architecture on the Stabilization of Iron and Manganese Ions in Aqueous Systems. Tenside Surfactants Detergents, 44(4), 202-208. doi:10.3139/113.100339
https://doi.org/10.3139/113.100339
31. Naraghi, A. (1997). U.S. Patent No. 5,611,991. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
32. Naraghi, A. (1997). U.S. Patent No. 5,611,992. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
33. Gill, J. S. (1999). A novel inhibitor for scale control in water desalination. Desalination, 124(1-3), 43-50. doi:10.1016/s0011-9164(99)00087-9
https://doi.org/10.1016/S0011-9164(99)00087-9
34. Yuan, P., Kong, N., Cheng, Z., & Semiat, R. (2009). Electrostatic potential on anti-scalants modified CaCO3 (104) surface: A molecular simulation study. Desalination, 238(1-3), 246-256. doi:10.1016/ j.desal.2008.02.016
https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.02.016
35. Zin', І М, Veselivs'Ka, H. H., Tymus', М. B., Il'Nyts'Kyi, Z. М, Tsyupko, F. І, & Hladii, А І. (2015). Corrosion Inhibition of Steel by Polycarboxylates. Materials Science, 50(6), 903-907. doi:10.1007/s11003-015-9800-5
https://doi.org/10.1007/s11003-015-9800-5
36. Гладій, А., Цюпко, Ф., Ільницький, З., Ят-чишин, Й., Ларук, М., & Полюжин, І. (2015). Одержання мономерів для багатофункціональних полікарбоксилатів. Тези доповіді П'ятнадцятої наукової конференції "Львівські хімічні читання-2015", 24-27 травня 2015, Львів, Україна, 85.
37. Gladii, A., Tsyupko, F., Polyugyn, I., Yatchyshyn, I., & Laruk, M. (2015). Kinetic Regularities of Hydroxy(poly)alkyleneoxy (meth)acrylates Acylation by Phthalic Anhydride. Chemistry & Chemical Technology,9(3), 267-275. doi:10.23939/ chcht09.03.267
https://doi.org/10.23939/chcht09.03.267
38. Дымент, О. Н., Казанский, К. С., & Мирош-ников, А. М. (1976). Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена. Москва: Химия.
39. Rempp, P. F., & Franta, E. (1984). Macro-monomers: Synthesis, characterization and applications. Polymerization Reactions Advances in Polymer Science, 1-53.doi:10.1007/3-540-12793-3_6
https://doi.org/10.1007/3-540-12793-3_6
40. Фрейдлин, Г. Н. (1978). Алифатические дикарбоновые кислоты. Москва: Химия.
41. Matsuda, H., & Miyoshi, N. (1973). Pre-paration and copolymerization of divalent metal salts of ethylene glycol-methacrylate-phthalate. Journal of Applied Polymer Science, 17(6), 1941-1952. doi:10.1002/ app.1973.070170626
https://doi.org/10.1002/app.1973.070170626
42. Matsuda, H. (1973). Preparation and copoly-merization of divalent metal salts of ethylene glycol-methacrylate-maleate. Journal of Applied Polymer Science, 17(9), 2877-2889. doi:10.1002/ app.1973.070170924
https://doi.org/10.1002/app.1973.070170924
43. Sedláková, Z., Bouchal, K., & Ilavský, M. (2003). Synthesis of 2-(2-carboxybenzoyloxy)ethyl metha¬crylate and its radical polymerization and copoly-merization with butyl methacrylate. Die Angewandte Makromolekulare Chemie,201(1), 33-48. doi:10.1002/apmc.1992.052010104
https://doi.org/10.1002/apmc.1992.052010104
44. Гладій, А. І., Цюпко, Ф. І., Полюжин, І. П., & Ларук, М. М. (2017). Синтез та ідентифікація нових карбоксилатних мономерів. Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Серія: Хімія, технологія речовин та їх застосування, (868), 31-39.