Page 18 - Zmist-n5-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 5. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 620.193.8+620.197.3
КВАНТОВО-ХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ЯК КРИТЕРІЙ ЕФЕКТИВНОСТІ
ЧЕТВЕРТИННИХ СОЛЕЙ З АНТИМІКРОБНИМИ
ВЛАСТИВОСТЯМИ ЗА ІНГІБУВАННЯ БІОКОРОЗІЇ СТАЛІ

І. М. КУРМАКОВА, О. С. БОНДАР, Н. Р. ДЕМЧЕНКО
Чернігівський національний педагогічний університет ім. Т. Г. Шевченка

Досліджено інгібувальні властивості четвертинних солей піридинію, імідазопіриди-
нію та імідазоазепінію, які гальмують корозію сталі Ст3пс, спричинену сульфатвід-
новлювальними бактеріями роду Desulfovibrio - основного компонента природних
корозійно-агресивних угруповань ґрунту. Виявлено, що критерієм ефективності цих
солей під час біокорозії маловуглецевої сталі є їх реакційна здатність, яку характе-
ризують заряди на адсорбційно-реакційних центрах, дипольний момент та енерге-
тична щілина. Встановлено кореляційну залежність ступеня захисту від енергетич-
ної щілини.
Ключові слова: четвертинні солі, інгібітор корозії, біоцидна дія.
Сучасні дослідження нових інгібіторів корозії сталі, що пропонують для різ-
них агресивних середовищ, передбачають встановлення зв’язку їх протикорозій-
ної дії з квантово-хімічними характеристиками молекул [1]. Цей підхід, розвину-
тий у працях Ю. Г. Скрипника [2], Т. Ф. Дорошенко [3], Г. Х. Авада [4] та ін., дав
можливість прогнозувати ефективність сполук залежно від будови молекул під
час захисту від корозії, зокрема, в кислотних середовищах. Біокорозію сталі, що
займає до 80% від усіх корозійних руйнувань [5], відрізняє те, що тут переважає
мікробіологічний чинник [6]. Тому важливою властивістю ефективного інгібіто-
ра біокорозії є антимікробна дія, яка залежить від будови молекули, концентрації
речовини, фізіологічних особливостей бактерій тощо [7]. Під час взаємодії з мік-
роорганізмами біоцид або проникає в клітину, де впливає на метаболізм, або
лише занурюється в біліпідний шар мембрани і блокує її діяльність [6].
Під час інгібування мікробної корозії металів сполуками з біоцидною дією
відбуваються конкуруючі процеси: адсорбція частинок інгібітора на поверхні ме-
талу, що призводить до утворення захисної плівки, зміни будови подвійного елек-
тричного шару та кінетики електрохімічних реакцій; адсорбція частинок інгібіто-
ра на поверхні бактеріальної клітини, що є першим етапом взаємодії інгібітора-
біоциду з мікроорганізмами; хемотаксис бактерій та формування на металевій
поверхні біоплівки, мікроорганізми в якій стають витриваліші до дії біоциду [8, 9].
Антимікробні властивості та захисна дія органічних сполук під час мікроб-
ної корозії сталі не завжди корелюють [10, 11]. Йде пошук залежностей їх інгібу-
вальної дії від їхніх характеристик, що важливо для прогнозування захисних вла-
стивостей і створення нових інгібіторів [12–14]. При цьому залишається пробле-
матично і актуально встановити визначальну характеристику будови молекули
ефективного інгібітора.
Запропоновано [15–17] нові четвертинні солі піридинію та імідазоазепінію з
антимікробною дією до сульфатвідновлювальних бактерій (СВБ) роду Desulfo-
vibrio, які переважають у корозійно-агресивних угрупованнях ґрунту.

Контактна особа: І. М. КУРМАКОВА, e-mail: Kurmakova@mail.ru
17