Анотація до роботи:

Гуменюк О.Л. Вплив N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук на стан поверхні сталі в агресивних середовищах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні НАН України, Киїів, 2006.

Дисертація присвячена дослідженню фізико-хімічних основ впливу середовища на протикорозійну ефективність N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук, механізму їх дії на поверхні металу, кореляції захисних властивостей і термохімічних та електронних характеристик сполук. На основі проведеного аналізу залежності інгібуючих і адсорбційних властивостей досліджуваних сполук від їхньої будови, термохімічних параметрів зроблений висновок про основні критерії підбору інгібіторів для корозійних середовищ з різним значенням рН: розчинність; наявність структурних складових, що можуть відігравати значну роль при адсорбції інгібіторів на поверхні металу – атоми Нітрогену в складі амінних, імідних груп, конденсованих кілець із системою спряженних -зв'язків; фенільні радикали з акцепторними замісниками) і величина заряду на них; термодинамічні характеристики молекул (ентальпія утворення, повна енергія), а також полярність молекули.

На основі УФ- і оже-спектроскопічних і адсорбційних досліджень встановлений механізм дії N-, O-, S- вмісних ГТЦ: у кислому середовищі захисна дія похідних ТХІ, ФАТ, МБІ пов’язана з утворенням комплексних сполук на поверхні металу; у нейтральному середовищі 3% натрій хлориду – з витісненням аніонів активаторів з поверхні металу, що забезпечує утворення рівномірної оксидної плівки; у лужному середовищі захисна дія пояснюється як хемосорбцією з утворенням металокомплексів, так і екрануванням поверхні металу за рахунок фізичної адсорбції.

Вперше показана можливість використання некондиційних фармпрепаратів у протикорозійному захисті сталі.

На основі проведених досліджень розроблений інгібітор К-МБІ, ефективний в агресивних середовищах з різним значенням рН. Основні розробки дисертаційної роботи були випробувані на підприємствах теплоенергетичної галузі України.

1. Виявлено, за результатами досліджень протикорозійної ефективності ГТЦ, спектрального аналізу та квантово-хімічних розрахунків електронних та термодинамічних параметрів молекул, що:

в кислих середовищах ефективність інгібіторів зростає зі збільшенням заряду на гетероатомах молекул (атомах Нітрогену у складі конденсованих кілець із системою спряжених -зв’язків, амінних та імідних груп; атомах Оксигену у складі карбонільної та метоксигрупи та ін.) – утворюється захисний шар металокомплексних сполук на поверхні сталі за рахунок координаційних зв’язків з центрами поверхні металу;

для нейтрального середовища (3 % NaCl), де захисна дія досліджених Ін пов’язана з витісненням аніонів-активаторів з поверхні металу, велика кількість гетероатомів та розгалуженість радикалів призводить до стеричних обмежень і до зменшення рухливості молекул; для нейтральних та лужних середовищ спостерігається кореляція між показниками протикорозійної ефективності і величиною полярності молекули , яка характеризує здатність молекули до фізичної адсорбції.

2. Виявлені найбільш ефективні інгібітори із досліджених сполук в агресивних середовищах з різним значенням рН за результатами аналізу кінетичних параметрів процесів корозії. Показано, що ефективність протикорозійного захисту зростає при застосуванні даних інгібіторів в складі композицій на основі продукту К (відходи виробництва e-капролактаму).

3. Запропоновані основні критерії для створення інгібіторів комплексної дії в кислому, нейтральному та лужному середовищах: розчинність; наявність структурних складових, що можуть відігравати значну роль при адсорбції інгібіторів на поверхні металу: атомів Нітрогену у складі амінних та імідних груп, піридинового та триазинового кілець, атомів Оксигену у складі карбоксильних груп, фенільних та фенілзаміщених радикалів, атомів Сульфуру; полярність молекули.

4. Показана перспективність використання некондиційних фармпрепаратів як інгібіторів корозії сталі в кислому середовищі (Z = 76,2..96,8%), що дає змогу знизити собівартість протикорозійних заходів.

5. Запропоновано новий інгібітор К-МБІ та рекомендації для його використання на підприємствах теплоенергетичної галузі. Розроблений інгібітор відповідає вимогам екологічної безпеки (3-ій клас небезпеки, ЛД₅₀ = 1413 мг/кг, ГДК_{р.з./с.д.}(ОБРВ, мг/м³) = 1,22/0,03; ГДК_в(ОБР_в), мг/л = 0,11).

Основні результати дисертаційної роботи викладено в таких публікаціях:

1. Вплив похідних 2-феніламінотіазолу на протикорозійну стійкість сталі 20 / О. Сиза, О. Гуменюк, О. Савченко, В. Челябієва, С. Гаценко // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2004. – Спец. випуск № 4. – С.795 – 800.

2. Гуменюк О.Л., Сиза О.І. Вплив рН середовища на корозію металів у розчинах електролітів // Вісник ЧДТУ. – 2004. – № 21. – C. 180 – 187.

3. Сизая О.И., Гуменюк О.Л., Чумакова Л.Ю. Влияние агрессивности среды на противокоррозионную эффективность производных 2-тиохиназолин-4-она // Защита металлов. – 2005. – Т. 41, № 3. – С. 295 – 301.

4. Савченко О.Н., Сизая О.И., Гуменюк О.Л. Использование модифицированного горчичного масла в противокоррозионной защите стали // Защита металлов. – 2005. – Т. 41, № 6. – С. 620 – 627.

5. Гуменюк О.Л., Сиза О.І, Чумакова Л.Ю., Кирюшко В.І. Ефективність похідних 2-тіохіназолін-4-она в протикорозійному захисті сталі в агресивних середовищах // Экотехнологии и ресурсосбережения. – 2005. – № 2. – С. 18 – 22.

6. Гуменюк О.Л., Сиза О.І., Красовський О.М. Застосування квантово-хімічного підходу в прогнозуванні властивостей гетероциклічних сполук // Вісник ЧДТУ. – 2005. – № 22. – C. 123 – 129.

7. Сиза О.І., Гуменюк О.Л., Корольов О.О. Использование некондиционных фармпрепаратов в противокоррозионной защите стали // Экотехнологии и ресурсосбережения. – 2005. – № 4. – С. 17 –23.

8. Сиза О.І., Корольова В.Р., Штиль Н.А., Гуменюк О.Л. Дослідження реакційної здатності N-вмісних гетероциклів при твердненні епоксидних олігомерів // Вісник ЧДТУ. – 2002. – № 18. – C. 176 – 178.

9. Гуменюк О.Л., Сиза О.І., Красовський О.М. Механізм протикорозійної дії N-, O-, S-вмісних гетероциклічних сполук в кислих, нейтральних та лужних середовищах // Вісник Донецького університету. Сер. А: Природничі науки. – 2005. – Вип. 2. – C. 431 – 436.

10. Екологічні проблеми в технології хімічної очистки енергетичного обладнання / В.Г. Старчак, Н.П. Буяльська, І.А. Костенко, Н.В. Давидова, О.Л. Гуменюк // Екологія, людина, суспільство. – Київ: КПІ, 2003. –C. 192-194.

11. Сиза О.І., Гуменюк О.Л., Чумакова Л.Ю. Вплив рН розчинів на корозію сталі в присутності похідних 2-тіохіназолін-4-она // Львівські хімічні читання-2003. – Львів: ЛНУ. – Ф 39 с.

12. Роль водорода в экотехнологии очистки энергетического оборудования / В.Г. Старчак, С.Д. Цибуля, О.И. Сиза, О.Л. Гуменюк, А.Г. Мартынюк, И.А. Костенко // Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов. – Киев: IHSE, 2003. – C. 1002 – 1005.

13. Экологические и химические проблемы очистки энергетического оборудования / В.Г. Старчак, С.Д. Цибуля, Н.П. Буяльская, О.И. Сиза, О.Л. Гуменюк, Л.В. Никитенко // Благородные и редкие металлы. – Донецк: ДонНТУ, 2003. – C. 477 – 479

14. Syza O.I., Gumeniuk O.L., Savchenko L.M. The use of triazenes for acceleration of epoxy olygomers hardening process // International conference chemistry of nitrogen containing heterocycles. – Kharkiv: V.N. Karasin Kharkiv National University, 2003. – C. 273

15. Інтенсифікація тверднення епоксидних порошкових композицій як резерв підвищення технологічних властивостей захисних покриттів / О.І. Сиза, О.Л. Гуменюк, В.М. Челябієва, С.В. Гаценко, І.В. Пасічніченко // Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях. – Киев: УИЦ «Наука. Техника. Технология», 2005. – С. 129 – 131.

16. Новые противокоррозионные материалы на основе модифицированных продуктов растительных масел / О.І. Сиза, О.Н. Савченко, А.А. Королев, С.В. Гаценко, О.Л. Гуменюк // Modern materials science: achievements and problems. – Киев: НАН Украины, 2005. С. 429 – 430.

17. Патент 9266 UA 7 С23F11/10. Інгібітор корозії сталі К-МБІ / О.І. Сиза, О.І. Гуменюк. Заявл. 04.03.2005. Опубл. 15.09.2005 // Бюл. № 9. – 2005. – С.5.91.