پوششهای نانوکامپوزیتی بر پایه اپوکسی/پرک شیشه:سینتیک پخت، رئولوژی،خواص خوردگی و بررسی اثر آماده سازی سطح

یکی از بهترین راههای حفاظت از فلزات در برابر خوردگی استفاده از پوششهای پلیمری است. بنا به دلایل زیست محیطی محققین به دنبال جایگزینی رنگدانه های کروماته و عوامل پخت دارای حلالهای فرار هستند. رنگدانه نانو پرک شیشه و عامل پخت پلی آمین آمید می توانند جایگزین های مناسبی برای رنگدانه های کروماته و عوامل پخت سنتی آمینی باشند. اولین مرحله در استفاده از یک سامانه کامپوزیتی جدید کسب دانش در ارتباط با چگونگی واکنش پخت آن است. مطالعه سینتیک پخت سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید و بررسی اثر حضور نانو پرک شیشه بر سینتیک واکنش پخت این سامانه با استفاده از روش dsc انجام گردید. سینتیک واکنش پخت و مدلسازی آن با استفاده از دیدگاههای هم تبدیل و استفاده از مدل در روش هم دما انجام شد. پارامترهای سینتیک پخت در روش غیر هم دما نیز از روشهای هم تبدیل، مدل اوزاوا، مدل بورچارت و دانیلز بدست آمد. در هر دو روش هم دما و غیر هم دما با ارائه روشی جدید، سینتیک پخت با مدلسازی همزمان همه اطلاعات انجام گردید. از آنجا که در روش ارائه شده از کلیه اطلاعات بدست آمده از آزمون dsc بطور همزمان استفاده می شود لذا نتایج حاصل از این مدل تطابق بهتری را با نتایج تجربی بدست آمده نشان داد. نتایج کلیه روشها تائید کرد که سینتیک پخت سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید از مرتبه اول پیروی می کند و هیچ گونه شیشه ای شدن در طی واکنش پخت رخ نمی دهد. همچنین اگرچه نانو پرک شیشه انرژی فعالسازی واکنش پخت را کاهش می دهد اما مدل سینتیکی آن را تغییر نمی دهد. در مرحله بعد تاثیر شیوه های اختلاط مکانیکی و فراصوت در توزیع نانو پرک با هدف یافتن بهترین روش اختلاط از نقطه نظرات میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک توسط روشهایsem ،edx mapping و رئومتری انجام شد. همچنین برای یافتن آستانه های تجمعی از دیدگاه رئولوژیکی خواص رئولوژیکی رزین اپوکسی نظیر مدول ذخیره، مدول اتلاف و گرانروی در درصدهای مختلف نانو پرک شیشه یررسی گردید. بر اساس نتایج رئولوژی تشکیل شبکه های منطقه ای و پیوستن آنها بهم در محدوده 1 تا 2 درصد نانوپرک شیشه رخ می دهد. در ادامه جهت مطالعه اثر نانو پرک بر خواص خوردگی سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید، پوششهایی با ترکیب درصد های مختلف نانو پرک تهیه گردید. نمونه ها در محلول خورنده 5% نمک کلرید سدیم در آب قرار گرفتند و در زمانهای مختلف، پوشش با روش eis مطالعه و نمودارهای باد و نایکوئیست آنها رسم شد، سپس نتایج بدست آمده با انتخاب مدار معادل و با استفاده از نرم افزار zview مدل شد. نتایج نشان می دهد که نمونه حاوی 0.5% نانوپرک بالاترین کارائی حفاظتی را دارد. جهت افزایش استحکام پوشش به فلز و درنتیجه افزایش کارائی حفاظتی سامانه، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی لایه اکسید سطح فولاد کربنی با استفاده از محلولهای اسیدی و بازی تغییر و مورد مطالعه قرار گرفت. زبری و خواص شیمیایی سطح نمونه های آماده سازی شده و نشده با روش xps و afm اندازه گیری شد. آنالیز نتایج xps نشان می دهد که آلودگی های کربنی در سطح فلز پس از اصلاح شیمیایی کاهش، ولی درصد گروه هیدروکسیل در نمونه های اصلاح شده با اسید و باز به ترتیب کاهش و افزایش می یابد. همچنین برای مطالعه فصل مشترک در مقیاس مولکولی، نمونه های فولاد کربنی که سطح آنها با روشهای شیمیایی آماده سازی شده بود با سامانه اپوکسی/پلی آمین آمید پوشش داده شد. برای رسیدن به فصل مشترک برای اولین بار از روشی ابتکاری از ترکیب pull-off و edx استفاده شد. استحکام پوشش در نمونه های مختلف اندازه گیری و خصوصیات شیمیایی سطوح فلز و پوشش پس از جدایش در آزمون pull-off مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطح آماده سازی شده با اسید برهم کنش بیشتری با عوامل آمیدی دارد درحالیکه سطح آماده سازی شده با محلول بازی برهم کنش بیشتری با عوامل آمینی نشان می دهد. ویژگیهای فصل مشترک از دیدگاه ماکروسکوپیک با ایجاد شکاف در پوشش و قرار دادن آن در محلول 5% نمک و عکس برداری توسط میکروسکوپ نوری در زمانهای مختلف و نیز استفاده از روش eis انجام شد. نتایج بدست آمده تائید می کند که آماده سازی اسیدی سطح فولاد کربنی با افزایش استحکام فصل مشترک و مقاومت در برابر جدایش لایه ای کاتدی، مقاومت پوشش در برابر خوردگی را افزایش می دهد.