اصلاح نانوساختارهای مواد فعال سطحی با استفاده از مواد افزودنی و بررسی کارایی آنها به عنوان بازدارنده خوردگی

در مطالعه حاضر، رفتار بازدارندگی از خوردگی مواد فعال سطحی؛ ستیل تری متیل آمونیوم برماید (ctab)، سدیم دودسیل سولفات (sds) و مخلوط این دو ترکیب در دو منطقه غنی از کاتیون و آنیون برای فولاد نرم در محیط های کلریدریک اسید و سدیم کلرید بررسی گردید. ویژگی های این دسته از مواد با استفاده از روش های طیف نگاری امپدانس، قطبش پذیری غلظتی، روش کاهش وزن و میکروسکوپ الکترونی مطالعه شد. نتایج، بیانگر افزایش کارایی مخلوط ctab/sds در مقایسه با مواد خالص به واسطه برهمکنش های قوی بر سطح فولاد می باشند. در این تحقیق برای اولین بار با بهره گیری از محلول با قاعده، میزان برهمکنش مواد فعال سطحی در سطح مشترک فلز/محلول به صورت کمی محاسبه گردید. داده های بدست آمده نشان می-دهند با افزایش غلظت مواد فعال سطحی و مخلوط آنها، کارایی افزایش یافته و پس از رسیدن به غلظت بهینه، کارایی کم شده و یا ثابت می ماند. با بررسی های صورت گرفته، غلظت بهینه، تقریبا، با غلظت بحرانی میسل برای مواد فعال سطحی برابر است.در ادامه، کارایی بازدارندگی مایعات یونی ایمیدازولی برای فولاد نرم در محیط کلریدریک اسید مطالعه گردید. دو ویژگی طول زنجیر هیدروکربنی و اندازه یون مخالف مایعات یونی بررسی شد. نتایج روش های الکتروشیمیایی، طیف سنجی مادون قرمز و میکروسکوپ نیروی اتمی نشان می هند افزایش گروه آلکیلی و همچنین افزایش در اندازه یون مخالف، باعث افزایش کارایی بازدارندگی می شود. در راستای مطالعات صورت گرفته، تاثیر مواد افزودنی نظیر حلال (اتیلن گلیکول) و مایعات یونی بر نانوساختار های حاصل از ترکیب با مواد فعال سطحی و همچنین نقش آن ها در بازدارندگی از خوردگی بررسی گردید. مطالعات تجربی و محاسباتی نشان می دهند توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی از طریق یون مخالف مایعات یونی، نقش مهمی در کاهش سرعت خوردگی ایفا می کند. مخلوط مایعات یونی با ماده فعال سطحی sds، منجر به افزایش بازدارندگی می گردد. همچنین تاثیر الکترود دیسک چرخان، سرعت چرخش و محیط آشفته بر میزان پایداری مواد مورد مطالعه بررسی شد. در راستای استفاده از ترکیبات زیست تخریب پذیر، مواد فعال سطحی دو قلو استری به عنوان بازدارنده مورد بررسی قرار گرفت. این ترکیبات در مقایسه با مواد فعال سطحی مونومری خود، کارایی بازدارندگی بیشتری دارند. رفتار بازدارندگی مخلوط مواد فعال سطحی استری و نانولوله های کربنی نیز مطالعه گردید. بررسی ها بیان می دارد مواد فعال سطحی با پراکندگی نانولوله های کربنی نقش اصلی را در کم کردن سرعت خوردگی بر عهده دارند. داده های حاصل از قطبش پذیری غلظتی نشان می هند تمامی ترکیبات مورد استفاده در این تحقیق با اثرگذاری بر هر دو واکنش کاتدی و آندی، فرآیند خوردگی را کنترل می کنند. مطالعات همدمای جذب نشان می دهند که همدماهای جذب لانگمویر و فلوری هاگینز بیشترین همخوانی را با داده های الکتروشیمیایی دارند. پارامتر های ترمودینامیکی همچون انرژی آزاد جذب و انرژی فعال سازی محاسبه و نتایج تایید می کنند بازدارنده های مورد استفاده از طریق جذب بر سطح فولاد سرعت خوردگی را به میزان زیادی کاهش می دهند.