Inhibiteurs chimiques

substances qui ralentissent diverses réactions chimiques. Les inhibiteurs sont largement utilisés pour inhiber ou retarder divers processus indésirables — par exemple, la corrosion des métaux, l’oxydation des carburants, des lubrifiants et des aliments, la polymérisation et le vieillissement des polymères. Une caractéristique unique des inhibiteurs est leur efficacité à de faibles concentrations (de millièmes de 1 pour cent à plusieurs pour cent). L’efficacité de l’inhibition dépend de la nature de l’inhibiteur ainsi que de la nature de la réaction inhibée et de la quantité de l’inhibiteur, du moment de son introduction dans le mélange réactionnel, de la température et de la présence d’autres substances affectant l’efficacité des inhibiteurs.

Des inhibiteurs de corrosion sont introduits dans le milieu anticorrosion afin de protéger les métaux. Ils sont parmi les moyens les plus efficaces de lutte contre la corrosion et sont largement utilisés dans le décapage des métaux pour éliminer le tartre, dans la protection des équipements des centrales électriques, dans l’extraction et le raffinage du pétrole, dans l’alimentation en eau industrielle et de consommation, dans les systèmes de refroidissement des installations industrielles et des dispositifs de transport (moteurs à combustion interne), dans la protection des machines contre la corrosion atmosphérique, dans les essais d’eau et dans d’autres domaines. Les inhibiteurs sont largement utilisés pour conserver les pièces de machines et les instruments et pour les protéger pendant le transport et le stockage entre les périodes d’utilisation. L’action protectrice des inhibiteurs de corrosion est le résultat de leur capacité à modifier la cinétique des réactions électrochimiques, responsables des processus de corrosion. Selon le type de réaction électrochimique le plus fortement retardé par les inhibiteurs de corrosion, ils sont divisés en inhibiteurs anodiques, cathodiques et mixtes. Les inhibiteurs de corrosion anodique comprennent, par exemple, des oxydants tels que les chromates et les nitrites, largement utilisés dans l’industrie (aviation, chimie, raffinage du pétrole, etc.). L’action de ces inhibiteurs provoque le transfert du métal à un état stable et passif. Les inhibiteurs de corrosion cathodique comprennent des sels d’arsenic et de bismuth ainsi que divers composés organiques qui augmentent la surtension de l’hydrogène sur le métal. Les inhibiteurs cathodiques comprennent également des substances qui absorbent les dépolarisateurs cathodiques. Plus précisément, l’hydrazine et le sulfite de sodium, qui lient l’oxygène dissous dans l’eau, sont utilisés pour protéger l’équipement de la chaudière. Selon la nature du milieu corrosif, il existe des inhibiteurs de corrosion pour les milieux acides, neutres et alcalins, ainsi que des inhibiteurs de corrosion atmosphérique. Pour se protéger de la corrosion atmosphérique, on utilise largement les inhibiteurs dits volatils, dont les vapeurs sont adsorbées à la surface du métal. Une méthode répandue et efficace d’application d’inhibiteurs de corrosion atmosphérique consiste à les incorporer dans les matériaux d’emballage. Le nitrite de dicyclohexylammonium, le carbonate de cy-clohexylammonium et des mélanges d’urée ou d’hexame-thylènetétramine (urotropine) avec du nitrite de sodium sont utilisés pour protéger les métaux ferreux. Les sels d’acides nitrobenzoïque et dinitrobenzoïque avec des amines sont utilisés pour protéger les métaux ferreux en combinaison avec des métaux non ferreux. Afin de prévenir la corrosion des métaux, des inhibiteurs sont également ajoutés aux carburants, aux huiles, aux lubrifiants et aux revêtements polymères. Des produits pétroliers oxydés, des huiles nitrées, des sulfonates, des amines, des nitrites et d’autres substances sont ajoutés aux huiles et lubrifiants; des chromates et des huiles nitrées, entre autres substances, sont ajoutés aux revêtements polymères.

Les inhibiteurs des réactions d’oxydation ralentissent l’oxydation par l’oxygène moléculaire. Ils sont ajoutés aux carburants, aux huiles et aux lubrifiants afin de retarder leur oxydation pendant le stockage et l’utilisation. La présence de certains métaux dans les carburants et les huiles exerce une action catalytique sur l’oxydation et diminue l’efficacité des inhibiteurs. Afin d’éliminer cet effet, des désactivateurs dits métalliques, tels que les salicylidènes, sont ajoutés aux combustibles qui, avec les métaux, forment des complexes non réactifs. Les phénols, les amines aromatiques et certains composés soufrés sont principalement utilisés comme inhibiteurs des réactions d’oxydation. Par example, le phényl-N-amino-phénol, le 2, 4-diméthyl-6-t-butylphénol et le 2, 6-di-t-butyl-4-méthylphénol (nom commercial, Topanol-O) sont ajoutés aux essences. Les inhibiteurs chimiques ajoutés aux huiles lubrifiantes dans le même but ont généralement des structures chimiques complexes et, en plus d’augmenter la stabilité à l’oxydation, améliorent également un certain nombre de propriétés opératoires de ces huiles.

Les inhibiteurs d’oxydation des aliments sont des substances naturelles ou synthétiques qui retardent l’oxydation des graisses et des produits contenant des graisses. Des exemples de tels inhibiteurs sont des épices connues depuis l’antiquité comme le thym, la sauge et le cumin, qui confèrent un goût agréable aux produits alimentaires et inhibent leur oxydation (rancidité). Les inhibiteurs naturels, dont les tocophérols sont les plus connus, sont contenus dans de nombreuses graisses et huiles naturelles, mais ces inhibiteurs sont perdus lors du raffinage. Pour cette raison, des inhibiteurs chimiques sont fréquemment ajoutés aux graisses et huiles raffinées. Les substances utilisées à cet effet comprennent par example des produits naturels, tels que l’huile brute de coton ou de soja (à des concentrations allant jusqu’à 5%), ou des produits synthétiques, tels que les esters non toxiques de l’acide gallique, par example les gallates d’éthyle et de propyle et l’ionol (3, 5-di-t-butyl-4-hydroxytoluène), et de nombreux phénols et amines (par example pour la protection de l’huile de lin contre l’oxydation). L’action des inhibiteurs chimiques dans ces cas peut être renforcée par d’autres substances, telles que les acides citrique et ascorbique.

Les inhibiteurs de polymérisation inhibent ou retardent la polymérisation des monomères (ainsi que des oligomères) pendant le stockage ou la distillation. Les inhibiteurs de polymérisation doivent protéger non seulement contre la polymérisation spontanée, mais également contre l’oxydation par l’oxygène atmosphérique. Les inhibiteurs de polymérisation comprennent le soufre, les phénols, le tanin, la colophane et les sels de cuivre.