С. А. Балезину и В. П. Бараннику принадлежат первые разработки отечественных летучих ингибиторов атмосферной коррозии — солей моноэтаноламина (карбоната и бензоата) — и внедрение их в отечественную промышленность [76, 83]. Карбонат моноэтаноламина первоначально был предложен для консервации игольных изделий на Колюбакинском игольном заводе. В дальнейшем карбонат моноэтаноламина был заменен смесью моноэтаноламина с уротропином. Более 30 лет Колюбакинский и другие игольные заводы применяют для защиты игл бумагу, пропитанную раствором ингибитора, благодаря чему вопрос коррозии спят с повестки дня на игольном производстве.
В середине 50-х годов С. А. Балезин выступил в печати с большим обзором, посвященным свойствам и применению ингибиторов атмосферной коррозии.
В то время систематические исследования механизма защитного действия летучих ингибиторов фактически отсутствовали. Такие работы были начаты в нашей стране И. Л. Розенфельдом с сотрудниками в Институте физической химии АН СССР (ИФХ), С. А. Балезиным и С. Д. Бесковым с аспирантами в МГПИ им. В. И. Ленина.
Первые экспериментальные работы велись с карбонатом моноэтаноламина, содержащим в карбонатной группе радиоактивный изотоп С14. На основании изучения процессов сорбции и десорбции ингибитора с поверхности порошков железа, оксидов и гидроксидов железа при различной относительной влажности воздуха был предложен механизм защитного действия карбоната моноэтаноламина.
С. А. Балезин, С. Д. Бесков и Л. И. Кочеткова представляли этот механизм следующим образом [99]. В атмосферных условиях пары карбоната моноэтаноламина путем диффузии и конвекции переносятся к поверхности металла и сорбируются в поверхностной пленке, которая в реальных атмсферных условиях всегда содержит в различных формах конденсированную влагу и гидратпые соединения оксидов железа. Поэтому вслед за первичным процессом сорбции карбонат моноэтаноламина подвергается гидролизу, в результате чего состав поверхностной пленки изменяется: гидратные соединения оксидов железа в этом процессе частично или полностью переходят в нерастворимые в воде карбонаты с сорбированным на них моноэтаноламином, или же эти гидраты с амином и угольной кислотой образуют более сложные соединения, нерастворимые в воде. По мнению авторов, амин не только участвует в формировании защитной пленки, но и входит в ее состав.
Участие органического основания в формировании защитной пленки на металле при применении летучих органических солей было подтверждено в дальнейших работах, выполненных в МГПИ им. В. И. Ленина, а также в работах ИФХ АН СССР.
Исходя из предположения о том, что механизм защитного действия ингибиторов атмосферной коррозии сводится к образованию пассивирующей пленки, в появлении которой играет определенную роль кислород, С. А. Балезин исследовал влияние добавок некоторых окислителей и восстановителей на эффективность действия ингибиторов. В качестве окислителя был взят пероксид водорода, а в качестве восстановителя — сероводород. Почти во всех случаях при добавлении пероксида водорода повышалось защитное действие ингибитора, сопровождающееся облагораживанием потенциала металла. Особенно сильно обнаруживалось действие небольших добавок пероксида водорода к диэтиламину. Добавление сероводорода повышало в четыре раза эффективную концентрацию ингибитора и значительно снижало электродный потенциал стали.
С. А. Балезин с сотрудниками изучил влияние некоторых примесей в атмосфере на защитное действие ингибиторов. Присутствие паров соляной кислоты в воздухе, насыщенном парами воды, значительно снижало действие таких ингибиторов, как диэтиламин, этаноламин, триэтаноламин. Защитное действие ингибиторов резко понижается также в атмосфере, включающей сернистый газ. Было установлено, что для защиты металлов от коррозии в условиях влажной атмосферы, содержащей хлороводород или сернистый газ, концентрация ингибитора должна быть повышена по сравнению со средой без агрессивных компонентов. Аналогичные работы были выполнены в это время за рубежом.
Одним из важнейших свойств ингибиторов атмосферной коррозии является их летучесть, характеризуемая величиной давления насыщенного пара (Рнас). Для многих веществ, применявшихся в практике защиты металлов, Рнас не были известны. Параллельные исследования этих характеристик были начаты в конце 50-х годов в ИФХ АН СССР и в МГПИ им. В. И. Ленина. Первые определения были выполнены Л. И. Кочетковой, Р. М. Голубевой, Э. Г. Зак (под руководством С. Д. Бескова) для известных в то время ингибиторов: моноэтаноламина, карбоната и бензоата моноэтаноламина, для солей гуанидина. Позднее под руководством С. А. Балезина — для ряда эфиров монокарбоновых кислот, БТА и других соединений.
Для некоторых из них были вычислены значения теплоты испарения. Эти работы дали возможность продолжить целенаправленный поиск эффективных средств защиты металлов от атмосферной коррозии [211].
К концу 50-х годов С. А. Балезин и О. И. Голяницкий исследовали большое количество летучих органических веществ в качестве ингибиторов атмосферной коррозии. И снова, как в кислых и нейтральных средах, главным направлением стала разработка смесей ингибирующих веществ. Здесь особое место занимал поиск композиций, в которых под действием влажной атмосферы становились возможными обменные реакции с образованием летучих неорганических соединений, обеспечивающих защитные эффекты. Так, нитритуротропиновая смесь, разработанная О. И. Голяницким под руководством С. А. Балезина, не уступала по защитному действию органическим нитритам и карбонатам и иатттла широкое применение в практике. Бумага, пропитанная этой ингибирующей смесью (УНИ), выпускается промышленностью и в настоящее время является эффективным и экономичным средством для защиты черных металлов от атмосферной коррозии.
Изучение бензоата натрия показало, что он относится к группе так называемых «ползучих» ингибиторов, поэтому бумага, пропитанная этим веществом, должна находиться в контакте с металлической поверхностью хотя бы в нескольких местах, от которых ингибитор по пленке влаги «расползается» по всей поверхности металла, обеспечивая ее защиту [106]. Бумага, содержащая бензоат натрия (БН), была рекомендована для защиты от атмосферной коррозии изделий из стали, стали с различными металлическими покрытиями, алюминия и его сплавов, стали в контакте с алюминием и его сплавами.
Бумага с бензоатом натрия выпускается отечественной промышленностью и используется на предприятиях страны.
Под руководством С. А. Балезина и Н. Г. Ключникова параллельно с разработкой новых ингибиторов атмосферной коррозии продолжались работы по изучению механизма их защитного действия, разрабатывались новые методы их исследования.
И в атмосферных условиях совместная защита черных и цветных металлов является актуальной проблемой. Особенно остро она стоит в приборостроении, в радиотехнической и электротехнической промышленности. Решение этой задачи шло в нашей стране по двум направлениям: по пути разработки индивидуальных веществ — универсальных ингибиторов атмосферной коррозии — и по пути создания композиций (смесей) с универсальным защитным действием. Второе направление было наиболее полно реализовано в работах, выполненных под руководством С. А. Балезина.
С. А. Балезин с сотрудниками предложили композицию УНИБ, содержащую ингибитор коррозии цветных металлов — бензотриазол (БТА) в сочетании с ингибитором черных металлов УНИ. Бумага, пропитанная раствором УНИБ, показала высокую эффективность при защите от атмосферной коррозии черных металлов в контакте с медью и ее сплавами в различных климатических зонах. В настоящее время упаковочная бумага, содержащая БТА в композициях с другими ингибиторами чёрных металлов, выпускается отечественной промышленностью. Работы по разработке эффективных ингибиторов атмосферной коррозии, изучению механизма их защитного действия успешно продолжают ученики и сотрудники С. А. Балезина. Так, О. И. Голяницкий на протяжении 30 лет плодотворно занимается разработкой и внедрением ингибиторов атмосферной коррозии (в том числе различных смесей веществ) в отечественном машиностроении. Им получены эффективные композиции, нашедшие широкое применение в защите сельскохозяйственной техники. Изучение механизма защитного действия БТА, его производных, смесей на их основе, начатое в работах С. А. Балезина с сотрудниками [285, 350, 373, 395], развивается в работах Э. Г. Зак, Э. И. Ждановой, Н. И. Подобаева, Л. 3. Завитаевой и др.