مطالعات آزمایشگاهی پوششهای ضدچسبنده روی سطح فلزی

تجمع نامطلوب آلودگیها در سیال روی سطوح یکی از مشکلات اساسی در بسیاری از صنایع است. رسوب آلودگیها روی سطح تجهیزات، بازده تولید و زمان ماندگاری تجهیزات را در صنایع مختلف محدود میکند. یک روش جدید برای کم کردن این مشکل پوششهای دفعکننده مایعات هستند. در این رساله، پوشش فوق دفع کننده مایعات با استفاده از مواد با انرژی سطحی پایین و ایجاد یک ساختار سطح چند لایه بر روی سطوح فلزی تولید شد. خاصیت دفع مایعات یکی از خواص تعیین کننده سطح می باشد که نقش مهمی در کاربردهای عملی مانند جداسازی آب- روغن، خود تمیزشوندگی، کاهش گل و لای روی سطح، خاصیت ضدباکتریایی، خاصیت ضدگرفتگی، ضدیخ زدگی، مقاومت در مقابل خوردگی و لک شدن ایفا میکند. ساختار سطح و ترکیب شیمیایی سطح دو مشخصه مهم برای ایجاد خاصیت فوق دفع کنندگی مایعات بر روی سطح است. در این رساله، ساختار چند لایه دی اکسید سیلسیم با کنترل اندازه ذرات در هر لایه تولید شد. همچنین انرژی سطح با استفاده از ترکیبات فلوئوروپلیمر کاهش داده شد. روش پوشش دهی پاششی برای تولید سطوح فوق آمفی فوبیک بر روی سطح فولاد کربنی با حداکثر زاویه تماسی ساکن ?172، ?164 و ?130 و حداقل زاویه لغزشی ?1، ?3 و ?8 برای به ترتیب قطرات آب دیونیزه، اتیلن گلیکول و نفت خام استفاده شد. علاوه بر این پوششهای تولیدی پس از 32 روز غوطه وری در آب دیونیزه و همچنین پس از 16 روز غوطه وری در نفت خام خاصیت فوق آمفی فوبیک و ضد چسبندگی خود را حفظ کردند. همچنین رفتار رطوبت پذیری این پوشش ها روی سطوح فولاد ضد زنگ مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین زاویه تماسی استاتیک قطرات آب دیونیزه، اتیلن گلیکول و نفت خام روی سطوح تولید شده به ترتیب از ?64 تا ?168، ?33 تا ?159 و صفر درجه تا ?121 افزایش یافت. همچنین کمترین زاویه لغزشی قطرات آب دیونیزه، اتیلن گلیکول و نفت خام روی سطوح تولیدی به ترتیب کمتر از ?2، ?5 و ?9 بود. این نتایج مطلوب از ترکیب زبر کردن سطح بوسیله ذرات سیلیکا و کاهش دادن انرژی سطحی بوسیله فلوئوردار کردن سطح ناشی می شود. در ارزیابی خوردگی الکتروشیمیایی، بالاترین بازده حفاظتی پوشش های تولیدی روی سطوح فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ به ترتیب بیشتر از 94 و 97 درصد بود. همچنین عدد سختی پوشش های تولیدی روی سطوح فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ به ترتیب به بزرگی 9/71 و 7/25 گیگا پاسکال رسید. این بهبود در مقاومت در برابر خراش و خوردگی بخاطر این واقعیت است که ذرات سیلیکا بطور کامل و متراکم روی سطح را پوشانده اند. همچنین سطوح فوق آمفی فوبیک نمی توانند در زیر آب خیس شوند و بنابراین در مقابل حملات محلول خورنده محافظت می شود. بعلاوه سادگی روش پوشش دهی تایید می کند که این پوششها میتوانند بر روی سطوح بزرگ و یا هر شکل و ماده دیگری تولید شوند. همچنین به نظر میرسد این اولین پوششهای بادوام فوق آمفی فوبیک روی فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ باشد که به روش پاششی تولید شده اند.