Изучение коррозионной и пенообразующей активности дезинфицирующего средства «Натопен»

Одним из требований, предъявляемых к средствам, используемых для дезинфекции, является низкая коррозионная активность, то есть отсутствие агрессивного действия в отношении металло-конструкций и оборудования, что имеет существенное значение, позволяющее широко использовать эти соединения, не только самостоятельно, но и в качестве ингибиторов коррозии. По данным рядов авторов снижение коррозионного действия дезинфицирующих средств может быть достигнуто введением в их состав ингибирующих добавок – поверхностноактивных веществ (ПАВ), которые обладают и пенообразующими свойствами [1, 2, 3].

При этом необходимо отметить, что наличие поверхностно-активных веществ в значительной степени позволяет повысить эффективность дезинфекции поверхностей, имеющих сложную конфигурацию, снижает его агрессивность, уменьшая коррозию металлических конструкций, и повышает пенообразующий эффект [4].

Цель работы - изучение коррозионной и пенообразующей активности дезинфецирующего средства «Натопен».

Материалы и методы .

Коррозионную активность препарата «Натопен» изучали гравиметрическим и электрохимическим методом. Тесты, изготовленные из листовой стали, размером 5х5 см обрабатывали шлифованием (остаточная шероховатость 2,5…8 мкм), взвешивали и погружали в смесь серной кислоты плотностью 1,84 г-мл и тиомочевины (5 г/мл), выдерживали 10-15 мин. В качестве контроля использовали едкий натр. После обработки тесты промывали водопроводной и дистиллированной водой, высушивали в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием в течение суток, затем взвешивали на аналитических весах и помещали в стеклянные стаканы, содержащие 200 мл дезинфектанта на 3,96 и 168 часов. Тесты извлекали, высушивали также в эксикаторе. Оценку коррозионной активности проводили по глубинному показателю коррозионной активности и скорости коррозии металла, которые рассчитывали по формулам:

А

„   ( А - А 1)*0,00127 *100

Х=       М      , где количество 0,01 н раствора гипосульфита натрия, израсходованного на титрование, мл;

A i - количество 0,01 н раствора гипосульфита натрия, израсходованное на контроль, мл;

М - навеска жира, г;4

0,0027 - количество граммов, эквивалентное 1 мл 0,01 н раствора гипосульфита натрия.

Электрохимические исследования коррозионной активности препарата «Натопен» проводились при помощи индикатора скорости коррозии для мониторинга коррозионной агрессивности сред с накопителем информации и компенсатором омического сопротивления МОНИКОР-2. Индикатор использовали совместно с двухэлектродным датчиком поляризационного сопротивления и электродами из нелегированной стали. Цифровые показатели измеряли мм/год, результирующие данные в %. В качестве

«холостой»     коррозионной     среды использовалась водопроводная вода сульфатного магниево-кальциевого типа для     хозяйственно-бытовых     целей.

Защищенные электроды из нелегированной стали погружали в исследуемые растворы и посредством шлейфа подключали к индикатору МОНИКОР-2. Экспозиция составляла четыре часа, в течение которых индикатор автоматически снимал показания через каждые 15 минут. Вычисления проводили в сравнительном аспекте, как между препаратами (сравнение скорости коррозии с использованием ингибитора и без него), а также в сравнении с показателями «холостой» коррозионной среды по формуле: Z=(a-h)/a*100%, где: Z-процент активности ингибитора; а-скорость коррозии в «холостой» коррозионной среды за последний час; h-скорость коррозии в исследуемом растворе за последний час.

Исследование      пенообразования, пенообразующей     способности     и устойчивости полученных пен препарата «Натопен» проводили с использованием рабочих растворов в дозировках от 5 мг/л до 10000 мг/л.

Пенообразование, пенообразующую способность исследуемого дезинфектанта и устойчивость полученных пен проводили методом продувания определенного объема воздуха через заданный объем испытуемого раствора с постоянной скоростью с использованием пористого стеклянного фильтра Шотта. Объем образовавшейся пены (см) в начальный момент времени характеризует пенообразование А о. Оценка пенообразующей способности препаратов оценивали по формуле:

П о = А о *100/V, где

По - пенообразующая способность препарата;

Ао - объем образовавшейся пены в начальный момент времени, см3;

• V    - объем исследуемого раствора, см³;

Устоичивость пены исследовали по формуле:

У 1 = А 1 *100/А_о, где

• У 1    - устойчивость пены в

соответствующий промежуток времени, %;

А1 - объем неразрушившейся пены в соответствующий промежуток времени, см3;

Ао – объем пены в начальный момент времени;

Результат исследований. При сравнительном изучении коррозионной активности препарата «Натопен» и широко используемого для дезинфекции едкого натра гравиметрическим методом установлено, что при воздействии 3% раствора едкого натра при экспозициях 3, 96, 168 часов прослеживается убыль в весе.

Разница между едким натром и препаратом «Натопен» через 3 часа составляет 76,9%. В дальнейшем при экспозиции 96 часов разница убыли веса составляет 75% и при взаимодействии 168 часов – 77,7%.

Препарат «Натопен», содержащий в своем составе катионоактивный ПАВ, обладает наименьшей коррозионной активностью. Результаты исследований представлены на диаграмме 1 и в таблице 1.

Диаграмма 1 – Показатели коррозионной активности едкого натра и препарата «Натопен»

Таблица 1 - Показатели коррозионной активности едкого натра и препарата «Натопен» (в граммах)

Препарат	Экспозиция
	3 ч	96 ч	168 ч
Едкий натр	0,0013	0,0010	0,0009
«Натопен»	0,0003	0,00025	0,0002

В дальнейшем при сравнительном изучении коррозионной активности вышеназванных препаратов электрохимическим методом установлено, что пик коррозионной активности для едкого натра приходится на 30 минут и составляет 1,9 мм/год, а коррозионность препарата «Натопен» в течение 30 минут составляет 0,15 мм/год и в процессе дальнейшего воздействия остается на одном уровне – 0.15 мм/год. Защитный эффект ингибитора равен 95,3%. Результаты исследований представлены на диаграмме 2 и в таблице 2.

Механизм защитного действия можно объяснить следующим образом: защитный эффект катионоактивного ПАВ обусловлен, прежде всего, наличием в молекуле вещества нескольких адсорбционных центров; в электронном взаимодействии с поверхностными кластерами атомов железа участвуют атомы азота и другие группировки. Кроме того, эффективность этих веществ как ингибиторов коррозии в кислой среде зависит также от типа заместителей при аммонийном атоме азота, длины углеводородных радикалов, стерических и других факторов.

Диаграмма 2 - Показатели коррозионной активности едкого натра и «Натопена» электрохимическим методом

Таблица 2 - Показатели коррозионной активности едкого натра и «Натопена» электрохимическим методом, (мм/год)

Наименова ние препаратов	Время воздействия (мин)
	15	30	45	60	75	90	105	120	135	150	165	180	195
Холостой	3,3	3,2	2,9	2,9	2,8	2,8	2,8	2,8	2,8	2,8	2,8	2,8	2,8
Едкий натр	2,0	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9
«Натопен»	0,2	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15

Для всех катионоактивных ПАВ общим является то, что в функционально замещенном радикале, содержится бензильный радикал. Дисперсионные составляющие сил Ван-дер-Ваальса s-электронов алифатических углеводородных радикалов обеспечивают гидрофобное адсорбционное взаимодействие с поверхностью металла (физическую адсорбцию) (свободная энергия отдельной СН группы с водой Δ G в = 0,5ˣ10⁶ Дж/кмоль, значение силового поля этой группы составляет Δ G u/s = 1,84ˣ10^-2 Дж/м²).

Таким образом, эти соединения обладают свойством ингибировать коррозию по механизму экранирования и электронного донорного взаимодействия.

В последнее время перспективным является применение препаратов в виде вспененных форм. Метод дезинфекции помещений пенообразующими препаратами, совмещающими в себе особенности влажного и аэрозольного способов обработки, повышает эффективность дезинфекции.

Основными показателями, характеризующими процесс пенообразования дезинфицирующих препаратов, являются их пенообразующая способность (По) и стабильность (устойчивость) полученной пены (Ут). Результаты исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Пенообразующая способность дезинфицирующего средства «Натопен»

Концентрация,%	Пенообразующая способность, % «Натопен»
5,0	3680
3,0	3400
2,0	3280
1,0	2960
0,5	2900
0,2	2720
0,1	2700
0,01	600

Из приведенных данных видно, что достаточная пенообразующая способность (П = 600%) наблюдается даже при концентрации дезинфицирующего средства «Натопен», равного 0,01%. С увеличением концентрации «Натопена» пенообразущая способность резко возрастает и при концентрациях 0,5%-2% составляет 2900%-3280%. При концентрации 5,0% эта способность доходит до 3680%. Необходимо отметить, что пенообразование оценивается по отношению к взятому объему раствора. Объем взятых растворов принят за 100%, отсутствие пенообразования составляет также 100%.

Пенообразующая способность определяется цифрой увеличения объема за счёт увеличения пен в процентах по отношению к взятому объёму раствора.

Устойчивость пены растворов дезинфицирующего средства «Натопен» определялась через промежуток времени 10 мин (У r ). Полученные результаты представлены в виде полулогарифмической зависимости устойчивости пены от концентрации (диаграмма 3).

Диаграмма 3 - Зависимость устойчивости пены от концентрации препарата «Натопен»

Эти данные свидетельствуют о том, что устойчивые пены (У r ˃ 10%) предлагаемого дезинфицирующего средства «Натопен» образуются при концентрациях от 0,1% (У r -20%). При содержании 1,0-5,0% «Натопена» устойчивость пены У r достигает 45-50%.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Угрюмов О.В. содержащих сложноэфирные группировки,

Заключение. На основании проведенных исследований установлено, что препарат «Натопен» обладает высокой антикоррозионной и пенообразующей способностью и технически прост при приготовлении дезинфицирующих растворов.

Синтез и свойства аммониевых соединений, на основе оксиэтилированных алкилфенолов:

Автореф. дисс. …канд. хим. наук: 02.00.13. – Казань, 1998. 18 с. 2. Угрюмова В.С., Шишко А.А., Зарипов М.Р. и др. Электрохимические исследования коррозионной активности дезинфектантов и их композиций с ингибиторами коррозии // Матер. междунар. научно-произв. Конференции по актуальным проблемам Агропромышленного комплекса. – Казань. – 2003. – Ч.1. – С. 143-144. 3. Хаблов В.С. Новый препарат для дезинфекции помещений. // Ветеринария. – 1987. -№ 6. – С. 32. 4. Niedziolka J., Samorek-Salmonowicz E., Janovski T. Wplyw promieniowania UU I ozonizacji povietza kurnikov na zoniejszenie zakazen wirusowuch u kur. // Acta agr. Siluestria. Ser. Zootechn. – Krakov, 1996.Vol. 33. – P.75-80.

ИЗУЧЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ И ПЕНООБРАЗУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕГО СРЕДСТВА «НАТОПЕН»

Угрюмов О.В., Гайфуллин Р.М., Равилов Р.Х., Угрюмова В.С., Равилов А.З.

Резюме

Препарат «Натопен» обладает высокой антикоррозионной и пенообразующей способностью и технически прост при приготовлении дезинфицирующих растворов.

STUDY OF CORROSION AND FOAMING ACTIVITY OF DISINFECTANT PREPARATION "NATOPEN"

Ugriumov O.V., Gaifullin R.M., Ravilov A.D., Ugryumova V.S, Ravilov A.Z.