ارزیابی مقاومت به خوردگی پوشش‌های نانوکامپوزیتی اپوکسی/اکسید گرافن بر روی زیرلایه فلزی در محیط آب دریا

الموضوعات :

پروانه سنگ پور ¹ (پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی،کرج،البرز، ایران)

تاريخ الإرسال : 06 الأربعاء , شوال, 1444 تاريخ التأكيد : 07 الثلاثاء , محرم, 1445 تاريخ الإصدار : 26 الأحد , شوال, 1445

الکلمات المفتاحية: نانوکامپوزیت, اپوکسی, اکسید گرافن, پوشش, خوردگی.,

ملخص المقالة :

در پژوهش حاضر، به منظور بررسی اثر درصدهای وزنی مختلف اکسید گرافن بر روی مقاومت به خوردگی پوشش‌های نانوکامپوزیتی اپوکسی-اکسید گرافن، اکسید گرافن در مقادیر 1/0، 2/0 و 3/0 درصد وزنی به رزین اپوکسی اضافه و پوشش‌های نانوکامپوزیتی بر روی زیرلایه فولادی ST-12 به روش افشاندن ایجاد شد. از رزین اپوکسی Epiran 01-x75 و سخت‌کننده آمیدی Crayamid115 با نسبت وزنی 3/1 به 1 استفاده شد. به منظور ارزیابی خواص نانوذرات اکسید گرافن و پوشش‌های کامپوزیتی از FT-IR و طیف‌سنجی رامان استفاده شد. به منظور بررسی ساختار و مورفولوژی نانوذرات اکسید گرافن و پوشش‌های نانوکامپوزیتی اپوکسی-اکسید گرافن از FE-SEM و به منظور بررسی مقاومت به خوردگی سامانه پوشش از طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) کمک گرفته شد. مورفولوژی سطح صفحات اکسید گرافن توده‌های بزرگ نانوصفحات اکسید گرافن با ساختار لایه‌ای و صفحه‌ای شکل را به صورت سطح صاف و یکنواخت نشان داد. نتایج منحنی‌های امپدانس نشان داد که با افزایش درصد اکسید گرافن از 1/0 به 2/0 مقاومت پوشش بهبود می‌یابد. مقاومت پوشش حاوی 1/0 درصد وزنی، Ω.cm2 109×11/3 است و 2/0 درصد وزنی، مقاومت پوشش به Ω.cm2 109×26/8 است که در حدود 65/2 برابر افزایش داشته است. اما با افزایش بیشتر درصد اکسید گرافن به 3/0 مشاهده می‌شود که مقاومت سامانه پوشش اپوکسی-اکسید گرافن (Ω.cm2 109×75/1) کاهش یافته است. بنابراین حالت بهینه اکسید گرافن در بهبود مقاومت در برابر محیط خورنده 2/0%wt می‌باشد.

المصادر:

[1] J. Alaa, C. Hecker, P. Arki, Y. Joseph, Bioengineering, 7, 2020, 127.
[2] S.B. Lyon, R. Bingham, D.J. Mills, Progress in Organic Coatings, 102, 2017, 2.
[3] Sh. Liu, L. Gu, H. Zhao, J. Cheng, H. Yu, Journal of Materials Science & Technology, 32, 2016, 425.
[4] F.L. Jin, X. Li, S.J. Park, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 29, 2015, 1.
[5] M. Silani, H. Talebi, S. Ziaei-Rad, P. Kerfriden, Composite Structures, 118, 2014, 241.
[6] B.T. Marouf, Y.W. Mai, R. Bagheri, R.A. Pearson, Polymer Reviews, 56, 2016, 70.
[7] V.E. Ogbonna, A.P.I. Popoola, O.M. Popoola, Polymer-Plastics Technology and Materials, 77, 2021, 1.
[8] K. Muralishwara, U.A. Kini, S. Sharma, Materials Research Express, 6, 2019, 082007.
[9] L. Xue, L. Xu, Q. Li, Journal of Materials Science and Technology, 23, 2007, 563.
[10] X. Shi, T.A. Nguyen, Z. Suo, Surface and Coatings Technology, 204, 2009, 237.
[11] D. Prasai, J.C. Tuberquia, R.R. Harl, G.K. Jennings, B.R. Rogers, K.I. Bolotin, ACS Nano, 61, 2012, 1102.
[12] N.T. Kirkland, T. Schiller, N. Medhekar, N. Birbilis, Corrosion Science, 56, 2012, 1.
[13] S. Chen, L. Brown, M. Levendorf, W. Cai, S.Y. Ju, J. Edgeworth, ACS-Nano, 5, 2012, 1321.
[14] M. Schriver, W. Regan, W.J. Gannett, A.M. Zaniewski, M.F. Crommie, A. Zettl, ACS Nano, 7, 2013, 255.
[15] X.J. Shen, X.Q. Pei, S.Y. Fu, K. Friedrich, Polymer, 54, 2013, 1234.
[16] Y. Ziat, M. Hammi, Z. Zarhri, C. Laghlimi, Journal of Alloys and Compounds, 820, 2020, 153380.
[17] B. Li, K. Xu, W. Sun, L. Wang, Z. Yang, G. Liu, Progress in Organic Coatings, 165, 2022, 106748.
[18] C. Chen, Y. He, G. Xiao, F. Zhong, Y. Xia, Y. Wu, Progress in Organic Coatings, 139, 2020, 105448.
[19] D. Liu, W. Zhao, Sh. Liua, Q. Cen, Q. Xue, Surface and Coatings Technology, 286, 2016, 354.
[20] Sh. Liu, L. Gu, H. Zhao, J. Cheng, H. Yu, Journal of Materials Science & Technology, 32, 5, 2016, 425.
[21] M. Rajabi, G.R. Rashed, D. Zaarei, Corrosion Engineering Science, 115, 2015, 509.
[22] M. Yi, Z. Shen, X. Zhao, L. Liu, S. Liang, X. Zhang, Physical Chemistry Chemical Physics, 16, 2014, 11162.
[23] M. Gudarzi, F. Sharif, Express Polymer Letters, 6, 2012, 1017.
[24] W. Netkueakul, D. Korejwo, T. Hammer, S. Chortarea, P. Rupper, O. Braun, M. Calame, Nanoscale, 12, 2020, 10703.
[25] L.M. Malard, M.A. Pimenta, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus, Physics Reports, 473, 2009, 51.
[26] G. Cui, C. Zhang, A. Wang, X. Zhou, X. Xing, J. Liu, Z. Li, Q. Chen, Q. Lu, Progress in Organic Coatings, 155, 2021, 106231.
[27] O. Starkova, S. Gaidukovs, O. Platnieks, A. Barkane, K. Garkusina, E. Palitis, L. Grase, Polymer Degradation and Stability, 191, 2021, 109670.
[28] Z. Yu, H. Di, Y. Ma, Y. He, L. Liang, L. Lv, X. Ran, Y. Pan, Z. Luo, Surface and Coatings Technology, 276, 2015, 471.
[29] M. Bahrani, M. Sharif, K. Amirazodi, Polymer Bulletin, 79, 2022, 263.
[30] O. Dagdag, A. Harfi, A. Bachiri, S. Jodeh, Portugaliae Electrochimica Acta, 39, 2021, 183.
[31] M. Nematollahi, M. Heidarian, M. Peikari, S.M. Kassiriha, N. Arianpouya, M. Esmaeilpour, Corrosion Science, 52, 2010, 1809.
[32] J.A. Virtanen, T. Hawkins, US Patent, 0048917 A1, 2013.
[33] S. Liu, L. Gu, H. Zhao, J. Chen, H. Yu, Journal of Materials Science & Technology, 32, 2016, 127.