From Chemistry Towards Technology Step-By-Step From Chemistry Towards Technology Step-By-Step От химии к технологии шаг за шагом 2782-1900 82420 10.52957/27821900_2022_01_40 Научные статьи Scientific articles Научные статьи The effect of de-icing agent on automobile parts Исследование воздействия антигололедных реагентов на кузовные элементы автомобиля Калаев Рамиль Эйвазович Kalaev Ramil Eyvazovich Маркелова Надежда Леонидовна Markelova Nadezhda Leonidovna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-8840-248X Соловьев Михаил Евгеньевич Soloviev Mikhail Evgen'evich

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Калаева Сахиба Зияддин кзы Kalayeva Sahiba Ziyaddin kizi kalaevasz@ystu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Копылова Вероника Евгеньевна Kopylova Veronika Evgen'evna Ярославский государственный технический университет Yaroslavl State Technical University Ярославский государственный технический университет Ярославль Россия Ярославский государственный технический университет Ярославль Russian Federation 23 03 2022 23 03 2022 3 1 40 47 12 01 2022 21 03 2022 https://ystu.editorum.ru/en/nauka/article/82420/view

В статье рассмотрена классификация антигололедных реагентов, определены наиболее часто использующиеся в дорожном хозяйстве добавки. Описан механизм получения комбинированного ацетатного антигололедного реагента из отходов производства герметика. Опытным путем установлено, что комбинированный ацетатный реагент уже через 30 минут полностью убирает наледь. Исследовано влияние антигололедных реагентов на оцинкованные элементы кузова автомобиля. Установлено, что при взаимодействии антигололедной добавки и металла протекают реакции анодного и катодного окисления-восстановления. Рассмотрен химизм электрохимической коррозии. Для теоретической оценки влияния антигололедных добавок на процесс электрохимической коррозии цинкового покрытия были проведены квантово-химические расчеты энергий образования межмолекулярных комплексов ионов цинка с молекулами воды и антигололедными добавками. По результатам научной работы сделаны выводы. Согласно полученным результатам к относительно «щадящим» антигололедным агентам можно отнести формиат натрия, который характеризуется наименьшей коррозионной активностью из изученных агентов во влажной среде и уступает только комбинированному антигололедному реагенту при коррозии в сухой среде. При этом максимальная степень коррозии цинкового покрытия во влажной среде приблизительно на порядок превышает соответствующую величину в сухой среде.

The paper examines the classification of de-icing agents and identifies the most commonly used additives in road maintenance. The article describes the mechanism for producing a combined acetate de-icing agent from sealant production wastes. Experiments shows total removing of ice by combined acetate reagent in 30 minutes. Also the study investigates the effect of de-icing agents on galvanised automobile parts. The interaction between the de-icing agent and the metal automobile parts proceeds through the anodic and cathodic oxidation-reduction reactions. The paper dwells on electrochemical corrosion underlying chemistry. In order to evaluate the effect of antifreeze additives on the electrochemical corrosion of zinc coating the authors present the results of the quantum-chemical calculations of zinc ions intermolecular complexes energies formations with water molecules and antifreeze additives. We made the conclusions by the results of the scientific work. According to the results, sodium phormiate can be classified as a gentle de-icing agent, characterising by low corrosive effect in a humid environment. The better result was shown by the combined de-icing agent in a dry environment. The maximum corrosion rate of the zinc coating in a wet environment is higher than in a dry one.

 Антигололедные реагенты техническая соль карбамид формиат натрия электрохимическая коррозия химизм процесса De-icing agents technical salt urea sodium phormiate electrochemical corrosion underlying chemistry

Подольский, В.П., Самодурова Т.В., Федорова Ю.В. Экологические аспекты зимнего содержания дорог. Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. архитектур.-строит. акад., 2000. 152 с. Podol'skiy, V.P., Samodurova T.V., Fedorova Yu.V. Ekologicheskie aspekty zimnego soderzhaniya dorog. Voronezh: Izd-vo Voronezh. gos. arhitektur.-stroit. akad., 2000. 152 s. Azovtseva N.A., Smagin A.V. Dynamics of physical and physicochemical properties of urban soils under the effect of ice-melting salts // Eurasian Soil Science. 2018. Vol. 51, no. 1. P. 120-129. DOI: 10.1134/S1064229318010027 Azovtseva N.A., Smagin A.V. Dynamics of physical and physicochemical properties of urban soils under the effect of ice-melting salts // Eurasian Soil Science. 2018. Vol. 51, no. 1. P. 120-129. DOI: 10.1134/S1064229318010027 Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л.: Химия, 2007. 528 с. Bespamyatnov G.P., Krotov Yu.A. Predel'no dopustimye koncentracii himicheskih veschestv v okruzhayuschey srede. L.: Himiya, 2007. 528 s. Привалова Н.М., Процай А.А., Литвиненко Ю.Ф., Марченко Л.А, Паньков В.А. Определение фитотоксичности методом проростков // Успехи современного естествознания. 2006. № 10. С. 45-45. Privalova N.M., Procay A.A., Litvinenko Yu.F., Marchenko L.A, Pan'kov V.A. Opredelenie fitotoksichnosti metodom prorostkov // Uspehi sovremennogo estestvoznaniya. 2006. № 10. S. 45-45. Чеснокова С.М., Чугай Н.В. Биологические методы оценки качества объектов окружающей среды. В 2 ч. Ч. 2. Методы биотестирования: учеб. пособие. Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-т, 2008. 92 с. Chesnokova S.M., Chugay N.V. Biologicheskie metody ocenki kachestva ob'ektov okruzhayuschey sredy. V 2 ch. Ch. 2. Metody biotestirovaniya: ucheb. posobie. Vladimir: Izd-vo Vladim. gos. un-t, 2008. 92 s. Волкова И.Н., Кондакова Г.В. Экологическое почвоведение: Лабораторные занятия для студентов-экологов (бакалавров): Метод. указания. Изд-во Яросл. гос. ун-т, 2002. 35 с. Volkova I.N., Kondakova G.V. Ekologicheskoe pochvovedenie: Laboratornye zanyatiya dlya studentov-ekologov (bakalavrov): Metod. ukazaniya. Izd-vo Yarosl. gos. un-t, 2002. 35 s. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. Утверждено Распоряжением Минтранса РФ от 16 июня 2003 г. № ОС-548-р. Rukovodstvo po bor'be s zimney skol'zkost'yu na avtomobil'nyh dorogah. Utverzhdeno Rasporyazheniem Mintransa RF ot 16 iyunya 2003 g. № OS-548-r. Калаев Р.Э., Никитинская М.А., Маркелова Н.Л. Борьба с гололедом в России и за рубежом // Семьдесят первая всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. 18 апреля 2018 г. Ярославль: сб. материалов. конф. В 3 ч. Ч. 1 [Электронный ресурс]. Ярославль: Издат. дом ЯГТУ, 2018. 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). С. 747-750. Kalaev R.E., Nikitinskaya M.A., Markelova N.L. Bor'ba s gololedom v Rossii i za rubezhom // Sem'desyat pervaya vserossiyskaya nauchno-tehnicheskaya konferenciya studentov, magistrantov i aspirantov vysshih uchebnyh zavedeniy s mezhdunarodnym uchastiem. 18 aprelya 2018 g. Yaroslavl': sb. materialov. konf. V 3 ch. Ch. 1 [Elektronnyy resurs]. Yaroslavl': Izdat. dom YaGTU, 2018. 1 elektron. opt. disk (CD-ROM). S. 747-750. Калаев Р.Э., Никитинская М.А., Калаева С.З. , Маркелова Н.Л. Влияние антигололедных реагентов на окружающую среду // Инновационные пути решения актуальных проблем природопользования и защиты окружающей сред. Сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. Алушта. 4–8 июня. 2018 г. Белгород: Изд-во Белгор. гос. технол. ун-т, 2018. С. 230-234. Kalaev R.E., Nikitinskaya M.A., Kalaeva S.Z. , Markelova N.L. Vliyanie antigololednyh reagentov na okruzhayuschuyu sredu // Innovacionnye puti resheniya aktual'nyh problem prirodopol'zovaniya i zaschity okruzhayuschey sred. Sb. dokl. mezhdunar. nauch.-tehn. konf. Alushta. 4–8 iyunya. 2018 g. Belgorod: Izd-vo Belgor. gos. tehnol. un-t, 2018. S. 230-234. Калаев Р.Э., Никитинская М.А., Калаева С.З., Маркелова Н.Л. Влияние карбамида и формиата натрия на компоненты биосферы // Экология России и сопредельных территорий: Материалы 23 Международной экологической студенческой конференции; Новосибирский государственный университет. Новосибирск: Изд-во ИПЦ НГУ, 2018. С. 14. Kalaev R.E., Nikitinskaya M.A., Kalaeva S.Z., Markelova N.L. Vliyanie karbamida i formiata natriya na komponenty biosfery // Ekologiya Rossii i sopredel'nyh territoriy: Materialy 23 Mezhdunarodnoy ekologicheskoy studencheskoy konferencii; Novosibirskiy gosudarstvennyy universitet. Novosibirsk: Izd-vo IPC NGU, 2018. S. 14. Frolova E.A., Kondakov D.F., Orlova V.T., Danilov V.P., Avdyushkina L.I., Bykov A.V. Design of deicing reagents based on alkali and alkaline-earth metals and ammonium formates, acetates, and nitrates // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2013. Vol. 47, no. 4. Р. 422-427. DOI: 10.1134/S0040579513040076. Frolova E.A., Kondakov D.F., Orlova V.T., Danilov V.P., Avdyushkina L.I., Bykov A.V. Design of deicing reagents based on alkali and alkaline-earth metals and ammonium formates, acetates, and nitrates // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2013. Vol. 47, no. 4. R. 422-427. DOI: 10.1134/S0040579513040076. Szklarek S., Górecka A., Wojtal-Frankiewicz A. The effects of road salt on freshwater ecosystems and solutions for mitigating chloride pollution - a review // The Science of the Total Environment. 2022. Vol. 805. P. 150289. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.150289. Szklarek S., Górecka A., Wojtal-Frankiewicz A. The effects of road salt on freshwater ecosystems and solutions for mitigating chloride pollution - a review // The Science of the Total Environment. 2022. Vol. 805. P. 150289. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.150289. Гоматин Н.А. Физико-химические основы коррозии цинковых покрытий // International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2019. Vol. 4-2. P. 32-35. DOI: 10.24411/2500-1000-2019-10746. Gomatin N.A. Fiziko-himicheskie osnovy korrozii cinkovyh pokrytiy // International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2019. Vol. 4-2. P. 32-35. DOI: 10.24411/2500-1000-2019-10746. Петрова Л.Г., Тимофеева Г.Ю., Демин П.Е., Косачев А.В. Основы электрохимической коррозии металлов и сплавов: учебное пособие. М.: МАДИ, 2016. 148 с. Petrova L.G., Timofeeva G.Yu., Demin P.E., Kosachev A.V. Osnovy elektrohimicheskoy korrozii metallov i splavov: uchebnoe posobie. M.: MADI, 2016. 148 s. Соловьев М.Е., Дмитриев К.Е. Компьютерное моделирование в химии: учебное пособие. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2021. 256 с. Solov'ev M.E., Dmitriev K.E. Komp'yuternoe modelirovanie v himii: uchebnoe posobie. Yaroslavl': Izd-vo YaGTU, 2021. 256 s. Neese F. The ORCA program system. Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci., 2012. Vol. 2, no. 1. P. 73 78. Neese F. The ORCA program system. Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci., 2012. Vol. 2, no. 1. P. 73 78. Neese F. Software update: the ORCA program system, version 4.0 // Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci., 2017. Vol. 8, no. 1. P. 1327. Neese F. Software update: the ORCA program system, version 4.0 // Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci., 2017. Vol. 8, no. 1. P. 1327. Королев Г.В., Ильин А.А., Соловьев М.Е., Могилевич М.М., Евплонова Е.С. Компьютерное моделирование ассоциативных структур эфиров акрилового ряда // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2001. Т. 43, № 10. С. 1822-1827. Korolev G.V., Il'in A.A., Solov'ev M.E., Mogilevich M.M., Evplonova E.S. Komp'yuternoe modelirovanie associativnyh struktur efirov akrilovogo ryada // Vysokomolekulyarnye soedineniya. Seriya A. 2001. T. 43, № 10. S. 1822-1827. Королев Г.В., Ильин А.А., Соловьев М.Е., Срыбный А.В., Могилевич М.М., Евплонова Е.С. Компьютерное моделирование строения и температурной стабильности ассоциатов высших алкил(мет)акрилатов // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2002. Т. 44, № 11. С. 1947-1954. Korolev G.V., Il'in A.A., Solov'ev M.E., Srybnyy A.V., Mogilevich M.M., Evplonova E.S. Komp'yuternoe modelirovanie stroeniya i temperaturnoy stabil'nosti associatov vysshih alkil(met)akrilatov // Vysokomolekulyarnye soedineniya. Seriya A. 2002. T. 44, № 11. S. 1947-1954. Королев Г.В., Ильин А.А., Соловьев М.Е., Могилевич М.М., Срыбный A.В., Евплонова Е.С. Компьютерное моделирование строения и температурной стабильности полимер-мономерных ассоциатов некоторых высших н-алкил (мет)акрилатов // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 2005. Т. 47. № 1. С. 94-98. Korolev G.V., Il'in A.A., Solov'ev M.E., Mogilevich M.M., Srybnyy A.V., Evplonova E.S. Komp'yuternoe modelirovanie stroeniya i temperaturnoy stabil'nosti polimer-monomernyh associatov nekotoryh vysshih n-alkil (met)akrilatov // Vysokomolekulyarnye soedineniya. Seriya B. 2005. T. 47. № 1. S. 94-98. Соловьев М.Е. Экспериментально-статистические методы в химико-технологических исследованиях с использованием программных средств Open Source: учебное пособие. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2012. 263 с. Solov'ev M.E. Eksperimental'no-statisticheskie metody v himiko-tehnologicheskih issledovaniyah s ispol'zovaniem programmnyh sredstv Open Source: uchebnoe posobie. Yaroslavl': Izd-vo YaGTU, 2012. 263 s.