Степан Афанасьевич Балезин (1904-1982)

Взяв за основу продукты конденсации уротропина, группа сотрудников (А. Г. Воскресенский, Г. Ф. Семиколенов и др.) под руководством С. А. Балезина и Н. И. Подобаева разработала серию ингибиторов «ПКУ», эффективных как при кислотном травлении сталей, так и при химической очистке теплоэнергетического оборудования [289]. Промышленностью в настоящее время выпускается ингибитор ПКУ-Э, эффективный во всех кислотах, в том числе в присутствии злейшего врага черных металлов — сероводорода. Ингибитор отличается стабильностью, высоким защитным действием, сохраняющимся и при высоких температурах. В интервале от 20 до 100° он превосходит по эффективности большинство отечественных ингибиторов. Так, в соляной кислоте его защитное действие для стали в 1,5—2 раза выше, чем ингибитора БА-6; он также тормозит растворение цинка и алюминия.

Синтез промышленно пригодных ингибиторов не может быть успешным, если он не опирается на достоверно установленные закономерности связи между химическим составом органических веществ, их строением, с одной стороны, и их защитным действием — с другой. Только на основе таких данных поиск ингибиторов может быть целенаправленным. Именно поэтому С. А. Балезин всегда уделял серьезное внимание систематическому изучению зависимости защитного действия различных классов органических соединений от их строения.

В качестве примера можно привести ранние работы, выполненные С. А. Балезиным совместно с С. К. Новиковым и В. С. Кемхадзе. Они изучали защитное действие альдегидов жирного и ароматического рядов при травлении стали-20 в серной и соляной кислотах [28, 48, 46]. В процессе исследований выяснилось, что защитное действие этих альдегидов с увеличением молекулярной массы снижается.

Исторически сложилось так, что одними из первых исследованных ингибиторов коррозии были азотсодержащие органические соединения. Основываясь на сходстве химических свойств соединений элементов, принадлежащих к одной подгруппе периодической системы Д. И. Менделеева, С. А. Балезин высказал предположение об ингибирующих свойствах аналогичных фосфорорганических соединений. Эта гипотеза нашла свое полное подтверждение в работах, выполненных им совместно с М. А. Игнатьевой [89, 92], а позднее с Т. К. Атанасян и Е. С. Ивановым [389, 397, 408]. Исследованию были подвергнуты четвертичные соли фосфония. Высокое защитное действие в растворах серной кислоты показали добавки всего лишь 5 • 10^-4 моль/л фосфониевых солей (ФС). Было обнаружено, что защита рядовых сталей в таких средах во многом зависит от наличия в последних растворенного кислорода, стимулирующего разрушение металла. Снижение защитного действия ФС в присутствии кислорода можно объяснить тем, что в приэлектродном слое происходит взаимодействие кислорода с фосфониевой солью. В результате этого, по-видимому, образуются продукты, которые являются менее аффективными ингибиторами. Более слабые ингибирующие свойства полученных продуктов окислительно-восстановительной реакции обусловливают в целом более низкие ингибирующие эффекты в аэрируемой кислоте (по сравнению с деаэрируемой).

Фосфониевые соли тормозят коррозионный процесс как по энергетическому, так и по блокировочному механизму. В области малых концентраций ФС реализуется преимущественно энергетический механизм, в области больших (>10^-4 моль/л) —блокировочный механизм торможения.

Изучив влияние заместителей в бензольном кольце на распределение электронной плотности у атома фосфора, авторы показали, что защитное действие фосфониевых солей зависит от полярных свойств заместителей, характеризуемых константой Гаммета. Для трифеииларилфосфониевых солей с увеличением электроакцепторных свойств заместителя эффективность четвертичных фосфониевых солей как ингибиторов кислотной коррозии возрастает. В этом случае с усилением донорно-акцепторного взаимодействия между фосфором и азотом возможен также эффект упрочнения ионной связи в молекуле ФС. Увеличение электроноакцепторных свойств заместителей приводит к смещению электронной плотности заместителя через сопряженную р—я систему бензольного кольца и к возрастанию положительного заряда на атоме фосфора. Максимальное защитное действие наблюдается при введении сильного электроноакцепторного заместителя нигрогруппы — NO₂ в бензольное кольцо четвертичных фосфониевых солей. Позднее С. А. Балезин с сотрудниками доказали наличие ингибирующих свойств у органических соединений, содержащих в своем составе два других элемента пятой группы — мышьяк и сурьму.