تفاوت بین بنزوتریازول و تولیل تریازول چیست؟ ترکیبات تریازول به عنوان مهارکنندههای خوردگی و نگهدارندهها در صنایع شیمیایی ظریف و تصفیه آب صنعتی بسیار مهم هستند. بنزوتریازول (BTA) و تولیل تریازول (TTA) دو مورد از رایجترین ترکیبات مورد استفاده هستند. آنها فقط در یک گروه متیل در ساختار خود متفاوت هستند، اما تفاوتهای زیادی در نحوه جلوگیری از خوردگی، میزان حل شدن، پایداری در برابر حرارت و عملکرد نهایی آنها دارند.
این مقاله به بررسی تفاوتهای اصلی بین BTA و TTA میپردازد تا به خوانندگان در انتخاب بهترین مهارکننده خوردگی برای صنایع و محیطهای مختلف کمک کند.
1. تفاوتهای اساسی در ساختار شیمیایی، سنتز و خواص فیزیکی و شیمیایی
1.1 ساختار شیمیایی و نامگذاری
BTA و TTA هر دو به دسته ترکیبات تریازول تعلق دارند که هسته مولکولی آنها یک ساختار ترکیبی از یک حلقه بنزن و یک حلقه تریازول است.
بنزوتریازول:
فرمول مولکولی: C6H5N3
ویژگیهای ساختاری: ساختار ترکیبی از یک حلقه بنزن و یک حلقه 1،2،3-تریازول. ساختار آن ساده است و آن را به اساسیترین عضو سری تریازول-بنزوتریازول تبدیل میکند.
شماره CAS: 95-14-7
تولیل تریازول (TTA):
فرمول مولکولی: C7H7N3
ویژگیهای ساختاری: TTA مشتقی از BTA با یک گروه متیل اضافی (-CH3) متصل به حلقه بنزن است. TTA به صورت مخلوطی از 4-متیل بنزوتریازول و 5-متیل بنزوتریازول وجود دارد زیرا گروه متیل میتواند به موقعیت 4 یا 5 روی حلقه بنزن متصل شود.
۲. مقایسه عملکرد بازدارندگی خوردگی، مکانیسم عمل و راندمان دوز
BTA و TTA هر دو عمدتاً برای جلوگیری از خوردگی روی فلزاتی مانند مس کار میکنند. آنها به طور مشابه عمل میکنند، اما TTA دارای یک گروه متیل است که نحوه چسبیدن آن به سطوح فلزی و میزان پایداری لایه محافظ را تغییر میدهد.
۲.۱ مکانیسم بازدارندگی خوردگی: فیلم محافظ نامحلول
هر دو BTA و TTA با تشکیل کمپلکسهای پلیمری پایدار و نامحلول (به عنوان مثال، Cu(I)BTA یا Cu(I)TTA) با یونهای مس، که روی سطح مس جذب میشوند و یک فیلم محافظ تک مولکولی متراکم تشکیل میدهند، خوردگی را مهار میکنند. این فیلم به طور مؤثر مس را از تماس با آب یا محیطهای خورنده جدا میکند و در نتیجه خوردگی را مهار میکند.
۲.۲ تفاوت اصلی عملکرد – پایداری TTA
در کاربردهای عملی، TTA معمولاً عملکرد مهار خوردگی برتر را نشان میدهد، به خصوص در محیطهای طولانی مدت و پیچیده:
پایداری لایه محافظ: گروههای متیل روی مولکول TTA دهنده الکترون هستند و چگالی الکترون اتم نیتروژن روی حلقه تریازول را افزایش میدهند و آن را قادر به هماهنگی بیشتر با یونهای مس میکنند. بنابراین، لایه محافظ Cu(I)TTA تشکیل شده توسط TTA معمولاً متراکمتر و در برابر خوردگی شیمیایی مقاومتر است.
مقاومت در برابر کلر و مقاومت در برابر اکسیداسیون: در سیستمهای آب صنعتی، کلر یا هیپوکلریت سدیم اغلب برای از بین بردن باکتریها اضافه میشود. TTA در مقایسه با BTA تمایل به مقاومت بهتری در برابر اکسیدکنندههایی مانند کلر دارد. کلر میتواند به لایه محافظ BTA آسیب برساند، که توانایی آن را در جلوگیری از خوردگی کاهش میدهد. اما لایه محافظ TTA پایدارتر است و در برابر آسیب مقاومت میکند. پایداری در دمای بالا و برش بالا: به دلیل فراریت کم TTA و ساختار لایه محافظ قویتر، اثر مهار خوردگی آن در سیستمهای آب در گردش با دمای بالا (مثلاً سیستمهای آب گرم بسته) یا با سرعت جریان بالا (نیروی برشی بالا) دوام بیشتری دارد.
۲.۳ دوز و مقرون به صرفه بودن
از آنجا که لایه محافظ TTA پایدارتر است و تحت همان اثر مهار خوردگی کمتر آسیب میبیند:
دوز TTA معمولاً میتواند کمی کمتر از BTA باشد.
مواد اولیه TTA معمولاً گرانتر از BTA هستند. با این حال، توانایی TTA در جلوگیری از خوردگی و میزان مقاومت آن در شرایط سخت اغلب آن را در درازمدت به انتخابی مقرون به صرفهتر تبدیل میکند. همچنین نیاز به تعویض کمتری دارد که میتواند هزینههای عملیاتی مانند استفاده از مواد شیمیایی و نیروی کار را تا حد زیادی کاهش دهد.
۳. انتخاب و تأکید در سناریوهای کاربرد صنعتی
هر دو BTA و TTA میتوانند از مس در برابر خوردگی محافظت کنند، اما انتخاب بهتر برای کارهای صنعتی به نیاز سیستم و محل استفاده از آن بستگی دارد.
۳.۱ کاربردهای اصلی بنزوتریازول (BTA)
به دلیل حلالیت عالی در آب و خلوص بالا، BTA برای سیستمهایی با نیازهای بالا به حلالیت و خلوص مناسبتر است:
جوهرها و پوششهای پایه آب: BTA به خوبی در فرمولاسیونهای پایه آب پراکنده میشود و برای محافظت از قطعات فلزی در جوهرها و پوششها استفاده میشود.
مهارکنندههای خوردگی با سمیت کم: BTA معمولاً در مناطقی با محدودیتهای سختگیرانه زیستمحیطی و سمیت، مانند برخی از فرمولاسیونهای مواد تمیزکننده غیرنظامی، استفاده میشود.
تصفیه آب خنککننده: BTA برای سیستمهای آب خنککننده در گردش باز یا بسته با کلر نسبتاً ملایم و کم مناسب است. افزودن و انحلال آن ساده است.
مهارکنندههای زنگ و سیالات برش: برای محافظت موقت در برابر زنگزدگی در فرآوری فلز استفاده میشود.
۳.۲ کاربردهای اصلی تولیل تری آزول (TTA)
TTA به دلیل استحکام و تحمل بالاتر لایه محافظ خود، به طور گسترده در محیطهای صنعتی چالش برانگیزتر مورد استفاده قرار میگیرد:
سیستمهای آب در گردش با کلر بالا: TTA انتخاب ترجیحی در سیستمهای آب در گردش صنعتی بزرگ مانند نیروگاهها و پالایشگاههای نفت است که نیاز به استریلیزاسیون با کلر با شدت بالا دارند.
محیطهای با دمای بالا یا برش بالا: در سیستمهای آب گرم بسته، ضد یخ خودرو (مبتنی بر اتیلن گلیکول) و سیستمهای هیدرولیکی که نیاز به محافظت طولانی مدت دارند، استفاده میشود. TTA در این محیطها تخریب کمتر و محافظت طولانی مدتتری را نشان میدهد.
فرمولاسیونهای ضد یخ: TTA به دلیل پایداری عالی و اثر محافظتی طولانی مدت در مخلوطهای اتیلن گلیکول و آب، یک مهارکننده خوردگی اصلی در فرمولاسیونهای ضد یخ خودرو است.
تمیزکاری و اسیدشویی صنعتی: TTA به عنوان یک افزودنی در فرآیندهای خاص اسیدشویی یا تمیزکاری صنعتی، مهار خوردگی اسیدی قویتری را فراهم میکند.
بنزوتری آزول و تولوئن تری آزول هر دو مهارکنندههای خوردگی مس رایج هستند، اما تفاوتهایی با هم دارند. TTA یک گروه متیل دارد که BTA فاقد آن است. این گروه متیل به TTA هماهنگی بهتری میدهد، یک لایه محافظ پایدارتر و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی بهتری ایجاد میکند. اگر محیط خیلی سخت نیست و به حلالیت خوبی نیاز دارید، BTA را انتخاب کنید. اگر محیط سخت است، با دمای بالا یا کلرزنی زیاد، یا به محافظت پایدار و طولانی مدت نیاز دارید، TTA گزینه بهتر و اقتصادیتری است. گاهی اوقات، BTA و TTA برای بهبود محافظت در برابر خوردگی در سطوح مختلف pH و محیطهای پیچیده با هم مخلوط میشوند. انتخاب مهارکننده خوردگی مناسب برای ایمن نگه داشتن تجهیزات صنعتی و افزایش طول عمر آنها بسیار مهم است.