Пожалуй, впервые в отечественной практике в лаборатории МГПИ им. В. И. Ленина были разработаны методы испытаний и оценки эффективности снимаемых антикоррозионных покрытий для изделий из черных и цветных металлов. В этой работе принимали непосредственное участие Л. Б. Лайхтер, Э. Г. Зак, Е. 3. Земскова, Т. Г. Малашенко, Л. Ф. Горин и многие другие. Следует сказать, что сотрудники лаборатории МГПИ им. В. И. Ленина не ограничили поиск ингибиторов коррозии только списком известных химических соединений. Новые ингибиторы были синтезированы при участии Н. И. Подобаева, А. Г. Воскресенского, Г. Ф. Семиколенова, Е. С. Иванова, В. Н. Долинкина. Многие из них были защищены авторскими свидетельствами.

Одним из очень важных критериев, определяющих возможность использования ингибиторов в промышленности, является степень их токсичности для организма человека. На этих данных основываются правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать при работе с ингибиторами.

Вопросами токсикологии ингибиторов С. А. Балезин начал заниматься еще в начале 60-х годов. Он возглавил научную группу, которая на базе лаборатории кафедры физиологии человека и животных МГПИ им. В. И. Ленина в течение ряда лет проводила изучение влияния ингибиторов на организм теплокровных животных [229, 230, 280, 286, 315, 321, 349]. Эти работы имели большое значение, так как в то время не было еще организовано специальной службы. Сей-

час вопросам токсикологии ингибиторов в нашей стране придается важное значение. Определены несколько организаций в стране, которые устанавливают степень токсичности ингибиторов коррозии. Ни один ингибитор не допускается к промышленному выпуску, пока не определена степень его токсичности и соответственно класс опасности согласно ГОСТ 12.1.007—76.

Какими бы работами ни занимался С. А. Балезин, он никогда не упускал из виду важную проблему влияния коррозионных процессов и средств защиты металлов на окружающую среду. Одна из его последних работ так и называлась: «Коррозия металлов и охрана окружающей среды» [423].

Исследование коррозионных процессов и поиски методов борьбы с ними были начаты на кафедре с изучения кислых сред. В ходе работы систематически изучалась кинетика растворения железа, азотированной стали, углеродистых и легированных сталей, меди в неорганических и органических кислотах в зависимости от температуры, давления, концентрации кислот, скорости циркуляции растворов, предварительной термической и механической обработки и т. д. Было показано, что скорость растворения углеродистых сталей с изменением концентрации раствора серной и соляной кислот меняется неодинаково. В серной кислоте по мере увеличения ее концентрации скорость растет, достигая максимума при концентрациях 6—7 моль/л. Выше этих концентраций она резко уменьшается, и при концентрации кислоты 8,5 моль/л сталь пассивируется. В соляной кислоте с увеличением концентрации раствора скорость растворения стали возрастает непрерывно, сначала медленно (в пределах концентраций раствора от 0,01 до 4 моль/л), а затем быстрее — при более высоких концентрациях.

В растворах соляной, серной (до 7 моль/л) и уксусной кислот скорость коррозии (р) линейно возрастает с увеличением активности кислоты (a): ρ = К an, где К и n — константы. Константа п характеризует природу кислоты. Для серной кислоты значение n = 0,67, для соляной — 0,85, для уксусной — 0,33. Величина константы К зависит от природы кислоты и от состава стали. При растворений сталей в серной кислоте коэффициент К растет с увеличением содержания углерода в стали от 25,39 до 53,5, в соляной кислоте — в пределах 1,88—4,59, в уксусной — соответственно от 1,08 до 1,93. Сильно влияет на скорость растворения стали повышение температуры. Так, в растворах соляной кислоты при повышении температуры на 10° скорость коррозии увеличивается в 2—3 раза. Исследования показали, что скорость растворения углеродистых сталей в растворах одной концентрации серной, соляной и уксусной кислот возрастает непрерывно с повышением содержания углерода в стали.

Перемешивание раствора при вращении стального образца также отражается на скорости растворения последнего. В деаэрированных растворах кислот облегчается отрыв пузырьков водорода и тем самым снижается их экранирующее действие. В аэрированных растворах перемешивание раствора способствует процессу кислородной деполяризации. Кислород в кислых средах оказывает стимулирующее действие на коррозию стали. С повышением концентрации кислоты растворимость кислорода снижается. Уменьшается и его долевое участие в катодной реакции.

В деаэрированных растворах кислот, особенно соляной, при низких концентрациях влияние потока на скорость коррозии выражено слабо. Кривые зависимости скорости коррозии стали от скорости потока деаэрированной соляной кислоты (5 моль/л) проходят через максимум; аналогичен и ход кривых в опытах с аэрированным пятимолярным раствором кислоты, правда, кривые при этом сдвинуты в область более высоких значений скорости коррозии.

Перечисленные выше исследования явились ступенью в поиске методов защиты металла в кислых средах.

Как уже говорилось, в 1946 г. С. А. Балезин, И. П. Путилова и В. П. Баранник были удостоены Государственной премии СССР за разработку ингибиторов коррозии и создание химических способов очистки оружия от ржавчины. Их первые ингибиторы кислотной коррозии — «уникол» марки мн, мн-2, мн-3, мн-10 — были применены для замедления коррозии черных металлов при травлении их в серной кислоте, а «уникол» марки ПБ, ПБ-3, ПБ-4 и ПБ-5 — в соляной кислоте.

Ингибитор ПБ-5 является продуктом конденсации уротропина и анилина. Он сразу же начал служить присадкой к концентрированной соляной кислоте, транспортируемой в стальных цистернах, обеспечивая почти полную защиту корпуса цистерны от коррозии. Таким образом была решена очень важная проблема перевозки соляной кислоты. Ингибитор ПБ-5 успешно применяется и сейчас при стравливании соляной кислотой окалины и ржавчины с черных металлов, накипей с внутренних поверхностей паровых котлов, а также для защиты оборудования нефтяных скважин при закачке в нефтеносные карбонатные пласты соляной кислоты, которая, растворяя карбонаты, увеличивает приток нефти.

В 1947 г. С. А. Балезин и С. Д. Бесков систематизировали литературные данные о веществах, тормозящих коррозию черных металлов в кислотах [31]. В то время было известно около 90 веществ, проявляющих высокое защитное действие (>80%) при коррозии сталей в соляной и серной кислотах (ацетилен, азотсодержащие соединения, некоторые соединения, содержащие гетероатомы серы и азота, и др.). Позднее в поисках новых эффективных ингибиторов для процессов травления сталей в соляной кислоте В. Н. Долинкин и С. А. Балезин исследовали возможность применения для этой цели высших пиридиновых оснований. На их основе был разработан промышленный синтез ингибиторов серии «И» [251, 252, 261, 268].

Ингибитор И-IA замедляет коррозию не только углеродистых сталей в соляной кислоте, но и нержавеющих сталей, несколько уменьшает коррозию меди, латуни. Высокое тормозящее действие ингибитор оказывает на коррозию цинка и алюминия. Он также эффективно защищает от коррозии углеродистую и нержавеющую сталь в серной кислоте.

Ингибитор И-IB был внедрен на ярославском заводе «Свободный труд» и в настоящее время нашел широкое применение в различных областях техники.

На основе пиридина и алкиларилхлоридов В. И. Комаров и С. А. Балезин разработали ингибитор катапин (додецилбензилпиридинийхлорид) — высокоэффективный ингибитор коррозии стали в кислотах. Исследования электрохимическими методами показали его электростатическую и специфическую адсорбцию на металле. Ингибитор тормозит оба электродных процесса, но преимущественно катодный.

Катапин — один из наиболее эффективных ингибиторов коррозии стали в соляной, серной, сероводородной и органических кислотах при температуре до 100°. Смеси ингибиторов на основе катапина эффективны и при температуре до 170°. К тому же катапин обладает высокой поверхностной активностью, что делает его незаменимым поверхностно-активным веществом, способствующим вытеснению нефти из обводненных пластов.