25645

سنتز پوشش هيبريدي آلي معدني حاوي نانوذرات SiO2 به روش سل- ¬ژل جهت محافظت از خوردگي

كارشناسي ارشد

نانوشيمي

1400-1401

1400/8/25

دكتر منصور انبياء

شيمي

امروزه ارائه راهكاري مناسب جهت محافظت از فلزات در برابر خوردگي به دليل كاربرد گسترده آن¬ها در صنايع متعدد از اهميت بسياري برخوردار مي¬باشد، چراكه خوردگي فلزات به طور ساليانه خسارات و صدمات مالي و امنيتي قابل توجهي به دنبال دارد. خوشبختانه در ساليان گذشته تحقيقات و مطالعات بسياري در اين زمينه صورت پذيرفته و از ميان روش¬هاي مختلف محافظت از فلزات در برابر خوردگي، پوشش¬هاي محافظ به سبب بهبود خواص فيزيكي، مكانيكي، شيميايي و حرارتي سطح و همچنين قيمت مناسب آن¬ها در مقايسه با ساير روش¬ها بيشترين توجه را به خود جلب نموده¬اند. از اين بين پوشش¬هاي هيبريدي آلي معدني به سبب دارا بودن ويژگي¬هايي نظير پايداري شيميايي و حرارتي بالا، چسبندگي مناسب در دماهاي بالا، سختي، انعطاف¬پذيري و پوشش¬دهي به نسبت آسان، از جايگاه ويژه¬اي در ميان پوشش¬هاي محافظ برخوردار مي¬باشند به گونه¬اي كه مي¬توان امروزه پوشش¬هاي هيبريدي را مهم¬ترين گروه از انواع پوشش¬ها دانست. از ميان روش-هاي سنتز، روش سل- ژل را مي¬توان به عنوان معمول¬ترين و مناسب¬ترين روش جهت سنتز پوشش¬هاي هيبريدي آلي معدني معرفي نمود چرا كه سنتز و آماده¬سازي اين مواد كه به روش¬هاي ديگر بسيار سخت و يا غيرممكن بوده را آسان و امكان¬پذير نموده است. در اين پايان¬نامه به بيان روش سنتز و لايه¬نشاني پوشش هيبريدي آلي معدني به منظور محافظت از فولاد ضدزنگ 304 با استفاده از پيش ماده¬هاي تترا اتيل اورتو سيليكات، آمينو پروپيل تري اتوكسي سيلان و اپوكسي رزين با درصدهاي وزني 1:1، 2:1ر1 و 8:1ر0 از اپوكسي رزين نسبت به تترا اتيل اورتو سيليكات هيدروليز شده، پرداخته شده است. پس از انجام آناليزهاي تاييد ساختار نظير FT-IR ، EDX ، SEM و TGA از تست¬هاي پولاريزاسيون و امپدانس الكتروشيميايي جهت بررسي عملكرد پوشش در محافظت از بستر فلزي استفاده گرديد و نتايج حاصل مشخص نمود كه پوشش حاوي درصد وزني برابر از پيش¬ماده¬ها از بهترين عملكرد محافظتي برخوردار مي¬باشد، در نتيجه به عنوان پوشش بهينه در نظر گرفته شد. در ادامه نانوذرات SiO2 به پوشش بهينه جهت بررسي اثر حضور نانوذرات بر روي عملكرد محافظتي پوشش اضافه گرديد. با انجام آناليزهاي الكتروشيميايي بر روي پوشش حاوي نانوذرات SiO2 مشخص شد كه پوشش حاصل، از مثبت¬ترين مقدار پتانسيل خوردگي (V 327ر0-)، بالاترين مقدار مقاومت انتقال بار (Ω.cm2 158320 پس از يك ماه غوطه¬وري در محلول 5ر3 درصد وزني از NaCl) و كمترين مقدار چگالي جريان خوردگي (A.cm-2 11- 10 × 83ر9) در ميان تمامي پوشش¬هاي سنتز شده برخوردار مي¬باشد.

1400/09/15

Synthesis of an organic inorganic hybrid coating containing SiO2 nanoparticles via Sol-Gel method as a corrosion protection coating

11/16/2022 12:00:00 AM

Nowadays, providing a suitable solution to protect metals against corrosion due to their widespread use in various industries is very important, because corrosion of metals annually leads to significant financial and security losses. Fortunately, many researches and studies have been done in this field in the past years, and among many different methods to protect the metal against corrosion, coatings because of improvement of the physical, mechanical, chemical and thermal properties as well as better price in comparison of other techniques has proven to be the best method. Across many types of coating, organic inorganic hybrid coatings have a special place by having properties like high chemical and thermal stability, proper adhesion at high temperatures, hardness, flexibility and relatively easy coverage, which actually makes them the most important group of coatings. Among synthesis routes, Sol-Gel method is the most common and appropriate way to synthesize organic inorganic hybrid coatings. In this project, the synthesize method of organic inorganic hybrid coating using tetraethyl ortho silicate, aminopropyl triethoxy silane and epoxy resin precursors with different weight percentages of 1:1, 1.2:1 and 0.8:1 of epoxy resin ratio hydrolyzed tetraethyl ortho silicate was reported. After conducting characterization analysis, potentiodynamic polarization and impedance spectroscopy tests was employed to evaluate coatings performance against corrosion. The results indicated that coating with equal weight percent of organic and inorganic phase has the best performance against corrosion which, can be related to the enhanced Si-O-Si network. Then SiO2 nanoparticles were added to the optimum hybrid coating (1:1:1) to assess the barrier effect and the impact of nanoparticles presence on the hybrid coating performance. The results acquired from Potentiodynamic polarization (Ecorr of -0.327 V and icorr of 9.83 × 10-11 A.cm-2), EIS (Rct of 158320 Ω.cm2 after 1 month of immersion) and WCA (81.67 ◦) analysis demonstrated that coating containing SiO2 nanoparticles (1:1:1:0.01) showed the best surface protection performance among all the synthesized hybrid coatings.

خوردگي فلزات، پوشش¬هاي هيبريدي آلي معدني، روش سل- ژل

Corrosion; Organic inorganic hybrid coatings; Sol-Gel method