عملکرد بازدارندگی لایه نازک خود مجتمع ایمیدازول مورد استفاده در پوشش هیبریدی آلی – معدنی برای جلوگیری از خوردگی فولاد ساده کربنی در محلول اسیدی
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینامین فاضل 1 , مجتبی نصر اصفهانی 2 , محمود زنده دل 3
1 - مرکز تحقیقات پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 - استادیار گروه شیمی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
3 - استادیار گروه شیمی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
کلید واژه: فولاد ساده کربنی, بازدارنده خود مجتمع, ایمیدازول, پوشش هیبریدی, 3 - متا اکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان,
چکیده مقاله :
در این پزوهش، رفتار الکتروشیمیایی بازدارنده خود مجتمع ایمیدازول بر روی پوشش هیبریدی حاصل از فرآیند سل-ژل که به وسیله روش غوطه وری بر روی فولاد ساده کربنی لایه نشانی شده ، مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد، مقاومت به خوردگی پوشش هیبریدی بر پایه 3- متا اکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (TMSM) در حضور بازدارنده ایمیدازول به طور قابل توجهی افزایش یافت. به منظور تهیه پوشش هیبریدی، 3- متا اکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان به نسبت‌های مشخص با اتانول و آب دوبار تقطیر ترکیب شد. فولاد ساده کربنی قبل از اعمال پوشش هیبریدی در محلول‌های 001/0، 01/0 و 1/0 مولار بازدارنده ایمیدازول غوطه‌ور شد. مورفولوژی پوشش به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. تأثیر حضور فیلم بازدارنده خود مجتمع بر روی خواص ضد خوردگی پوشش برای غلظت‌های گوناگون بازدارنده در محیط خورنده اسید کلریدریک، توسط آزمون پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک و نیز تکنیک SEM مشخصه یابی و با نمونه اولیه مقایسه شد. مشخص شد، با افزودن بازدارنده به سیستم ضد خوردگی، راندمان بازدارندگی تا 98% در محلول 5/0 مولار اسید کلریدریک بهبود یافت.
In this study the electrochemical behavior of the imidazole as a self -assembled inhibitor on hybrid coating prepared by sol - gel with immersion method on carbon steel deposition was studied. It was observed that corrosion resistance of coating based on hybrid 3-methacryloxy propyltrimethoxysilane significantly increased in the presence of imidazole inhibitor. In order to prepare hybrid coatings 3-methacryloxy propyltrimethoxysilane specified ratios were combined with ethanol and distilled water. Mild carbon steel before applying the hybrid coating was immersed in different concentrations solutions of 0.001, 0.01 and 0.1 M of imidazole inhibitor. Self-assembled film of imidazole was formed on the surface of the substrate. The morphology of the coating was studied by scanning electron microscopy. The impact of the self-assembled film of inhibitor was examined on anti-corrosion properties of coating for different concentration of inhibitor in hydrochloric acid as well as corrosive environment. Potentiodynamic polarization test and SEM technique characterization were compared by original carbon steel samples. It Was determined that adding the corrosion inhibitor to protect system of the carbon steel, the inhibition efficiency improved corrosion resistance up to 97% in 0.5 M of hydrochloric acid.
1- ن. فرهادیار، ا. رحیمی و ا. لنگرودی، سنتز پوشش های هیبریدی آلی – معدنی به روش سل – ژل، مجموعه مقالات نهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، ص 3707 تا 3712، تهران، 1383
2- W.J.van Ooij, D.Zhu, M.Stacy, A.Seth, T.Mugada, J.Gandhi and P.Puomi, corrosion Protection properties of Organofunctional Silanes—An Overview, Tsinghua Science and Technology, Vol 10, pp. 639-664, 2005
3- A. Phanasgaonkar and V.S. Raja, Influence of curing temperature, silica nanoparticles- and cerium on surface morphology and corrosion behavior of hybrid silane coatings on mild steel, Surface & Coatings Technology, Vol 203, pp. 2260–2271, 2009
4- A. Franquet, J. De Laet, T. Schram, H. Terryn, V. Subramanian, W.J. van Ooij and J. Vereecken, Determination of the thickness of thin silane films on aluminium surfaces by means of spectroscopic ellipsometry, Thin Solid Films, Vol 384, pp. 37-45, 2001
5- R Sandra, O Trindade, I Cicero, H Victor, L Tiago, L Iduvirges and F Celia, Influence of Tetraethoxysilane Addition in Siloxane-Poly(Methyl Methacrylate) Hybrid Films Applied on Galvanized Steel, Int. J. Electrochem. Sci.,Vol 8, pp.11984-12004, 2013
6- M Fedel, Thesis: Environmentally friendly hybrid coatings for corrosion protection: silane based pre-treatments and nanostructured waterborne coatings,Trento
University, Italy, 2010.
7- N Pirhady Tavandashti and S. Sanjabi, Corrosion study of hybrid sol–gel coatings containing boehmite nanoparticles loaded with cerium nitrate corrosion inhibitor, Progress in Organic Coatings, Vol 69, pp. 384–391, 2010
8- P. Hammer, M. G. Schiavetto, F. C. dos Santos, A. V. Benedetti, S. H. Pulcinelli and C. V. Santilli Improvement of the corrosion resistance of polysiloxane hybrid coatings by cerium doping,Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 356, pp. 2606-2612, 2010
9- A.F. Galio, S.V. Lamaka, M.L. Zheludkevich, L.F.P. Dick, I.L. Müller and M.G.S. Ferreira, Inhibitor-doped sol–gel coatings for corrosion protection of magnesium alloy AZ31, Surface and Coatings Technology, Vol 204, , pp. 1479–1486, 2010
10- E. Roussi, A. Tsetsekou, A. Skarmoutsou, C.A. Charitidis and A. Karantonis, Anticorrosion and nanomechanical performance of hybrid organo-silicate coatings integrating corrosion inhibitors, Surface and Coatings Technology, Vol 232, pp. 131–141, 2013
11- ج. الجورانی، ک. رئیسی، م. ع. گلعذار،" بررسی مشتقات بنزوایمیدازول به عنوان بازدارنده خوردگی بر روی فولاد ساده کربنی در محیط HCL"، پژوهش نفت، سال نوزدهم، شماره 59، ص 27 تا 35، 1388
12- J. O. Mendes, E. C. da Silva and A. B. Rocha , On the nature of inhibition performance of imidazole on iron surface , Corrosion Science , Vol. 57 , pp. 254-259 , 2012
13- M. Kanoza, I. Flis-Kabulska and J. Flis, Effect of aging in air and immersion into phosphate solution on protectiveness and transformations of vinyltriethoxy silane nanofilms on iron, Corrosion Science, Vol. 61 , pp. 224-230 , 2012
14- M. Abdallah, I. Zaafarany, K. S. Khairou and M. Sobhi, Inhibition of Carbon Steel Corrosion by Iron (III) and Imidazole in Sulfuric Acid, Int. J. Electrochem. Sci., Vol 7, pp. 1564-1579, 2012
15- Z. Zhang , S. Chen , Y. Li , S. Li and L. Wang , A study of the inhibition of iron corrosion by Imidazole and its derivatives self-assembled films, Corrosion Science , Vol. 51 , pp. 291-300 , 2009
16- N. S. Patel, S. Jauhari and G.N. Mehta, “The Inhibition of Mild Steel Corrosion in 1 N HCl by Imidazole Derivatives”, Acta Chim. Slov. Vol 57, pp. 297-304, 2010
17- S. M. Hosseinalipoura, A. Ershad-langroudi, A. Nemati Hayatia and A. M. Nabizade-Haghighi, Characterization of sol–gel coated 316L stainless steel for biomedical applications, Pro. Org. Coat., Vol 67, pp. 371-374, 2010
18- R. Zandi Zand, K. Verbeken and A. Adriaens, The corrosion resistance of 316L stainless steel coated with a Silane hybrid nanocomposite coationgs, Progress in Organic Coating, Vol 72, pp 709-715, 2011.
19- ا. م. اعتضادی، م. نصر اصفهانی، ا. صائب نوری، بازدارندگی از خوردگی مس به وسیله فیلم های لایه نازک خود مجموعه ساز شیف باز در محیط های اسیدی، مجله مواد نوین، جلد پنج، شماره یک، ص 83 تا 93، 1393
20- م. حیدری، م. جاویدی، مطالعه الکتروشیمیایی بازدارندگی یکی از مشتقات ایمیدازولین بر خوردگی CO2 فولاد ساده کربنی و اثر یون های ید بر عملکرد آن، مجله مواد نوین، جلد دو، شماره دو، ص 71 تا 84، 1390
21- S.K. Shukla, A.K. Singh, I. Ahamad and M.A. Quraishi, Streptomycin: A commercially available drug as corrosion inhibitor for mild steel in hydrochloric acid solution", Materials Letters, Vol. 63, Issues 9–10, pp. 819–822, 2009.