技术领域
本发明属于缓蚀剂技术领域，特别涉及一种防止碳钢及其制品在油田水溶液中腐蚀的3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯。
背景技术
金属材料在各个领域都有广泛的应用，金属材料的腐蚀会对国家社会的经济造成巨大损失，据相关报道指出，工业发达国家每年由金属腐蚀造成的经济损失占当年国民生产总值的2%-4%。因此，研究和开发金属的腐蚀防护方法对促进社会经济发展具有重要意义。表面活性剂在金属缓蚀领域的应用是其最主要的应用之一。具有缓蚀性能的表面活性剂能在金属表面形成吸附膜，亲水基团吸附在金属表面，发生物理或化学吸附，形成几何覆盖效应，从而对金属起到缓蚀作用。近年来，对表面活性剂的开发和应用一直是化学界及缓蚀界的热点，也不断的涌现出一些新型的表面活性剂品种，如双子表面活性剂(Gemini Surfactant)、离子液体型表面活性剂、新型低聚表面活性剂以及新型席夫碱类表面活性剂等等，这些表面活性剂在具有表面活性的同时，对金属缓蚀也做出了巨大贡献。综观前人的研究成果，大多数是单纯利用表面活性剂的两亲结构来达到缓蚀目的。由于席夫碱类化合物含有亚胺基团(-C=N-)，一些芳香族的席夫碱除含-C=N-双键，有的苯环上还有-OH基团，且有机缓蚀剂分子含有N、S、O 或P等杂原子及π-电子共轭体系，易与金属形成配位键，从而能吸附在金属表面，形成缓蚀保护膜。因此，若能在表面活性剂分子中引入席夫碱基结构，表面活性剂的应用范围就有望得到扩大、缓蚀性能也有望得到提高。基于以上思路，本发明将席夫碱结构与聚乙二醇月桂酸单酯长链缩合，合成了3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯表面活性剂，并探究了这种新型表面活性剂在模拟油田水中对碳钢的缓蚀作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有缓蚀作用的表面活性剂3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯及其应用。
3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯的结构式为：
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所述3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯应用于防止碳钢及其制品在油田水溶液中腐蚀。
本发明的优点是借助表面活性剂的表面性活和席夫碱配位功能，使得3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯在碳钢表面易吸附成膜，具有较高的缓蚀性能。
具体实施方式
实施例：
(1) 3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯的结构式：
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(2)3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯的制备方法为：
a. 制备3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱
称取2.7991克(0.01摩尔)的3,5-二溴水杨醛于100毫升三口烧瓶中，用30 毫升无水乙醇超声溶解，称取等摩尔量的对氨基苯甲酸1.3714克(0.01摩尔)于烧杯中，用40毫升无水乙醇超声溶解，上述两种溶液于65℃恒温水浴下混合，磁力搅拌回流2小时，产物取出静置7小时，待沉淀全部析出后过滤，滤出物用无水乙醇洗涤2次，放入40℃真空干燥箱中干燥24小时，获得橙黄色固体即为3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱。
b. 制备聚乙二醇月桂酸单酯
称取12克（0.03摩尔）的聚乙二醇（400）和0.6183克（0.01摩尔）的硼酸置于100毫升的三口烧瓶中，该反应体系为真空减压状态，在0.1MPa的低压下，油浴加热至120℃，持续反应2小时，冷却至室温后，再分别加入6.0096克（0.03摩尔）的月桂酸和0.226 克的对甲基苯磺酸，继续在0.1MPa的低压下油浴加热到120℃，持续反应3小时，冷却至室温，然后加入0.7克乙酸钠中和体系里的对甲基苯磺酸，再加入5 毫升的蒸馏水，在95℃水浴中搅拌，选择性水解1小时，然后加入等体积的饱和食盐水，使对甲苯磺酸钠、未反应完的乙酸钠和水解后生成的硼酸钠溶解在饱和食盐水中，待冷却后，分离出上层凝固的产物，将分离出的产物在旋转蒸发仪中缓慢旋转蒸发，除去水分，获得浅黄色油状液体即为聚乙二醇月桂酸单酯。
c. 制备3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯
称取0.7981克第a步制得的3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱和1.1646克第b步制得的聚乙二醇月桂酸单酯一起溶于20 毫升N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，混合均匀后，再加入0.0196克对甲苯磺酸，油浴加热至130℃，持续反应3小时，冷却后，蒸除溶剂，获得酒红色油状液体，即为3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯。
(3)3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯的应用：
a.准备碳钢试片: 准备16片规格为50毫米×10毫米×2毫米的碳钢片，分别使用240#、600#和1500#的水磨砂纸将碳钢片打磨至平整光滑，放入盛有丙酮的烧杯中浸泡5分钟，用脱脂棉擦干，再放入无水乙醇中浸泡5分钟进行进一步脱脂，取出试片后用吹风机吹干，在干燥箱中干燥5小时，取出后用分析天平精确称量至0.0001克，并记录数据。用固体石蜡封住不用的截面，留1×1 平方厘米的工作面备用。
b.配制模拟油田水:按表1配方分别称取药品并加蒸馏水搅拌至完全溶解，移入1升容量瓶中进行定容，通氮气15分钟除氧，再通二氧化碳至饱和，即获得模拟油田水。
表1 模拟油田水配方
c.失重法测定缓蚀性能：取配制好的模拟油田水各20毫升盛于6个大小规格相同的50毫升的烧杯中，其中一组为空白对照组，另外5组分别加入不同质量的3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯，使得3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯在模拟油田水中的浓度分别为20 毫克/升、50毫克/升、100毫克/升、150毫克/升、200毫克/升，再分别将第b步处理好的碳钢片标记好放入6个烧杯中，失重试验周期为72小时，实验过程中烧杯需封口；72小时后取出碳钢片除掉表面固体石蜡，以蒸馏水冲洗后，用脱脂棉轻轻擦去表面的腐蚀产物，放入石油醚中脱脂除油，用脱脂棉擦净后再用无水乙醇超声清洗5分钟进一步脱脂，最后用滤纸擦干后放入干燥箱中干燥4小时，最后用分析天平精确称量至0.0001克，记录失重数据，实验重复两次，取平均值。
腐蚀速率V按式（1）计算，缓蚀效率IE按式（2）计算：
V=(W0－Wt)/(S×t) （1）
式中，V为腐蚀速率 ，g·m-2·h-1；W0和Wt分别为碳钢试片腐蚀前和腐蚀后的质量，g；S为试片的工作面积，m2；t为腐蚀实验时间，h。
IE= [ (V0 –Vt) / V0 ] × 100% （2）
式中，IE为缓蚀效率，%；V0为空白条件下腐蚀速率，g·m-2·h-1；Vt为加入缓蚀剂条件下的腐蚀速率。
表2 失重实验数据
由表2的失重实验数据可知，加入3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯后失重明显减少，说明3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱基聚乙二醇月桂酸单酯具有较好缓蚀性能，当浓度为20毫克/升时，缓蚀率就达到65%以上，当浓度达到100毫克/升时，缓蚀率都在80%以上，随着浓度继续升高，缓蚀率的变化不大，表明在100毫克/升的浓度时，缓蚀分子已经较好的吸附在金属表面，形成比较致密的保护膜。