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

محورهای موضوعی :

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

تاریخ دریافت : 1402/02/06 تاریخ پذیرش : 1402/05/03 تاریخ انتشار : 1403/02/16

کلید واژه: نانوکامپوزیت, اپوکسی, اکسید گرافن, پوشش, خوردگی.,

چکیده مقاله :

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.

چکیده انگلیسی:

In the present study, in order to investigate the effect of different weight percentages of graphene oxide on the corrosion resistance of epoxy-graphene oxide nanocomposite coatings, graphene oxide in amounts of 0.1, 0.2 and 0.3 weight percent was added to the epoxy resin and the nanocomposite coatings were It was created on ST-12 steel substrate by sputtering method. Epiran 01-x75 epoxy resin and Crayamid 115 amide hardener were used with a weight ratio of 1.3 to 1.

منابع و مأخذ:

[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.