بررسی رفتار گرمایی و خوردگی رزین اپوکسی پخت شده با پلی‌زانتون آمید و نانوذره های آهن عامل دارشده

محورهای موضوعی : شیمی پلیمر

قاسم راه پیما ¹ (استادیار گروه شیمی، واحد لامرد، دانشگاه آزاد اسلامی، لامرد، ایران.)

تاریخ دریافت : 1399/11/08 تاریخ پذیرش : 1400/01/18 تاریخ انتشار : 1401/03/01

کلید واژه: رزین اپوکسی, تخریب حرارتی, نانوذرات عاملدار, فعالیت ضدخوردگی, سینتیک پخت,

چکیده مقاله :

باتوجه به ویژگی های بسیار مناسب پلی زانتون ها، در این پژوهش، پخت، تخریب گرمایی و فعالیت ضدخوردگی رزین اپوکسی با پلی (زانتون-آمید) (PXAO) به عنوان عامل پخت و همچنین، ترکیب آن ها با نانوذره های آهن عامل دارشده با ملامین (m-Fe3O4) بررسی شد. سینتیک پخت این سامانه ها با روش گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) به طریقه دینامیک بررسی شد. عامل های سینتیکی مانند انرژی فعال سازی (Ea) و ثابت سرعت (K) با استفاده از روش های کیسینجر و ازاوا- فلین- وال محاسبه شد. رفتار کاهش جرم (شامل دماهای کاهش جرم و Ea) و پایداری گرمایی با روش تجزیه وزن سنجی گرمایی (TGA) مشخص شد. نتیجه ها، انرژی فعال سازی و باقی مانده تخریب بالاتر را (از 35 تا 43 %) در C°750 در اتمسفر نیتروژن برای سامانه های با نانوذره ها در مقایسه با سامانه های بدون نانوذره عامل دار نشان داد. نتیجه های آزمایش های بسپارش پتانسیودینامیک برای ارزیابی عملکرد خوردگی فولاد زنگ نزن پوشش داده شده با رزین اپوکسی، نشان داد که پلی زانتون آمید مقاومت خوردگی رزین اپوکسی را افزایش می دهد. همچنین، افزایش نانوذره های آهن عامل دارشده به مخلوط پخت، به دلیل افزایش مسیر نفوذ آب و اکسیژن فعالیت پادخوردگی رزین اپوکسی را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.

چکیده انگلیسی:

Due to the desirable properties of poly xanthones, the present research investigates curing, thermal degradation and anticorrosion behavior of epoxy resin with poly(xanthone-amide) (PXAO) as curing agent, with melamine-functionalized Fe3O4 (m-Fe3O4) nanoparticles. Curing kinetics of the systems were dynamically studied using differential scanning calorimetry (DSC). Kinetic parameters including activation energy (Ea) and rate constant (K) were calculated using Kissinger’s method and Ozawa-Flynn-Wall equation. Mass reduction behavior (including mass reduction temperatures and Ea) and thermal stability were characterized using thermogravimetric analysis (TGA). The results indicated higher activation energy and residual degradation (from 35% to 43%) at 750℃ in nitrogen atmosphere in the systems containing nanoparticles, as compared to the systems without the m-Fe3O4 nanoparticles. Results of potentiodynamic polarization tests to evaluate corrosion performance of the resin epoxy-coated stainless steel, showed that the PXAO had improved the anticorrosion activity of epoxy resin. Moreover, introduction of the m-Fe3O4 nanoparticles to the curing mixture significantly increased anticorrosion behavior of the epoxy resin by enhancing the paths through which water and oxygen could diffuse.

منابع و مأخذ:

[1] Lakouraj, M.M.; Rahpaima, G.; Mohseni, M.; Adv. Polym. Thechnol. 26, 234-244, 2015.

[2] Gupta, G.; Birbilis, N.; Cook, A.B.; Khanna, A.S.; Corros. Sci. 67, 256–267, 2013.

[3] Lakouraj, M.M.; Rahpaima, G.; Azimi, R.; Mater. Technol. 50, 471–478, 2016.

[4] Vakili, H.; Ramezanzadeh, B.; Amini, R.; Corros. Sci. 94, 466–475, 2015.

[5] Li, N.; Zhang, S.; Li, X.; Yu, L.; Zheng, L.; Colloid. Polym. Sci. 287, 103-108, 2009.

[6] Chen, X.T.; Zhang, M.; Tang, X.D.; Chinese. J. Polym. Sci. 26, 793-797, 2008.

[7] Mallakpour, S.; Kolahdoozan, M.; React. Funct. Polym. 68, 91-96, 2008.

[8] Ibrahim, M.; Kannan, K.; Parangusan, H.; Eldeib, S.; Shehata, O.; Ismail, M.; Zarandah, R.; Sadasivuni, K.K.; Coatings. 10, 783-796, 2020.

[9] Chhetri, S.; Samanta, P.; Murmu, N.C.; Kuila, T.; J. Compos. Sci. 3, 11-24, 2019.

[10] Xu, B.; Gong, W.; Zhang, K.; Yang, W.; Liu, Y.; Yin, X.; J. Taiwan. Inst. Chem. Eng. 51, 193–200, 2015.

[11] Rahman, O.; Ahmad, S.; RSC Adv. 4, 14936–14947, 2014.

[12] Abdollahi, H.; Ershad-Langroudi, A.; Salimi, A.; Rahimi, A.; Ind. Eng. Chem. Res. 53, 10858–10869, 2014.

[13] Liu, X.; Shao, Y.; Zhang, Y.; Meng, G.; Zhang, T.; Wang, F.; Corros. Sci. 90, 451–462, 2015.

[14] Lakouraj, M.M.; Rahpaima, G.; Zare, E.N.; Chin J Polym Sci. 32, 1489-1499, 2014.

[15] Darms, R.; United State Pattent 3546167, 1970.

[16] Patel, J.L.; Patel, H.S.; J. Macromol. Sci. Chem. 23(2), 285–294, 1986.

[17] Colquhoun, H.M.; Lewis, D.F.; Williams, D.J.; Org. Lett. 3 (15), 2337–2340, 2001.

[18] lakouraj, M.M.; Rahpaima, G.; Mohseni, M.; J. Mat. Sci. 48, 2520-2529, 2013.

[19] Wang, L.; Li, J.; Jiang, Q.; Zhao, L.; Dalton. Trans. 41, 4544-4551, 2012.

[20] Kissinger, H.E.; Anal. Chem. 29(11), 1702-1706, 1957.

[21] Ozawa, T.; Polymer. 12(3), 150-158, 1971.

[22] Horowitz H.H.; Metzger G.; Anal. Chem. 35, 1464-1468, 1963.

[23] Broido A.; J. Polym. Sci. 7, 1761-1773, 1969.

[24] Poursaee, A.; Cement. Conc. Res. 40, 1451-1458, 2010.

[25] ASTM G102-89, “Annual Book of ASTM Standards”, Vol.: 03.02, 7. West Conshohochen, PA: ASTM International, 2006.

[26] Migahed, M.A.; Nassar, I.F.; Electrochim. Acta. 53, 2877-2882, 2008.