میکروکپسول های شکننده مکانیکی: اثر یون سریم بر مقاومت به خوردگی پوشش اپوکسی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، تهران، ایران

چکیده

در سال های اخیر پوشش های خود ترمیم شونده بر پایه میکروکپسول حاوی عوامل ترمیم کننده سازگار با محیط زیست، فصل جدیدی را در پوشش های آلی پلیمری به خود اختصاص داده اند. در این راستا میکروکپسول های ملامین-فرمالدهید مورد توجه قرار گرفته اند. در این پروژه سعی بر آن است، که با کپسوله کردن بازدارنده سریم نیترات به همراه رزین هوا خشک آلکید به وسیله پوسته ملامین-فرمالدهید با استفاده از روش پلیمریزاسیون درجا، میزان رهایش بازدارنده سریم نیترات را کنترل و از رزین آلکید جهت ترمیم خراشیدگی پوشش استفاده کرد. اندازه و بازده میکروکپسول سازی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی و اسپکتروسکوپیFT-IR مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از سنتز میکروکپسول حاوی رزین آلکید به همراه بازدارنده سریم نیترات، در پوشش اپوکسی استفاده شد. خود ترمیم شوندگی پوشش و خواص ضد خوردگی آن و حضور عوامل بازدارنده در محل خراش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد. میکرو کپسول هایی که با دور همزن800rpm با استفاده از پایدار کننده کلوئیدی پلی وینیل پیرولیدن سنتز شده بود، در7.5 درصد وزنی با پوشش اپوکسی به کار رفت، نتایج افزایش مقاومت به خوردگی پوشش را از 3 10* 1.44 cm2/Ω تا 810* 2.83 و خود ترمیم شوندگی آن را نشان داد.
 

کلیدواژه‌ها


[1] D. G. Shchukin, “Container-based multifunctional self-healing polymer coatings,” Polymer Chemistry, vol. 4, pp. 4871-4877, 2013.
[2] S. K. Ghosh, Self-healing materials: fundamentals, design strategies, and applications: John Wiley & Sons, 2009.
[3] D. Wang and G. P. Bierwagen, “Sol–gel coatings on metals for corrosion protection,” Progress in Organic Coatings, vol. 64, pp. 327- 338, 2009.
[4] J. A. Syrett, C. R. Becer, and D. M. Haddleton, “Self-healing and self-mendable polymers,” Polymer Chemistry, vol. 1, pp. 978-987, 2010.
[5] R. Trask, H. Williams, and I. Bond, “Selfhealing polymer composites: mimicking nature to enhance performance,” Bioinspiration & Biomimetics, vol. 2, p. P1, 2007.
[6] B. Blaiszik, S. Kramer, S. Olugebefola, J. S. Moore, N. R. Sottos, and S. R. White, “Selfhealing polymers and composites,” Annual Review of Materials Research, vol. 40, pp. 179- 211, 2010.
[7] S. R. White, N. Sottos, P. Geubelle, J. Moore, M. R. Kessler, S. Sriram, et al., “Autonomic healing of polymer composites,” Nature, vol. 409, pp. 794-797, 2001.
[8] L. Yuan, G. Liang, J. Xie, L. Li, and J. Guo, “Preparation and characterization of poly (ureaformaldehyde) microcapsules filled with epoxy resins,” polymer, vol. 47, pp. 5338-5349, 2006.
[9] D. A. McIlroy, B. J. Blaiszik, M. M. Caruso, S. R. White, J. S. Moore, and N. R. Sottos, “Microencapsulation of a reactive
liquid-phase amine for self-healing epoxy composites,” Macromolecules, vol. 43, pp. 1855-1859, 2010.
[10] C. Suryanarayana, K. C. Rao, and D. Kumar, «Preparation and characterization of microcapsules containing linseed oil and its use in self-healing coatings,” Progress in Organic Coatings, vol. 63, pp. 72-78, 2008
[11] M. Huang and J. Yang, “Facile microencapsulation of HDI for self-healing anticorrosion coatings,” Journal of Materials Chemistry, vol. 21, pp. 11123-11130, 2011.
[12] J. L. Steinbacher, R. W. Moy, K. E. Price, M. A. Cummings, C. Roychowdhury, J. J. Buffy, et al., “Rapid self-assembly of coreshell organosilicon microcapsules within a microfluidic device,” Journal of the American Chemical Society, vol. 128, pp. 9442-9447, 2006.
[13] S. H. Cho, S. R. White, and P. V. Braun, “Self-Healing Polymer Coatings,” Advanced Materials, vol. 21, pp. 645-649, 2009.
[14] M. Huang and J. Yang, “Salt spray and EIS studies on HDI microcapsule-based selfhealing anticorrosive coatings,” Progress in Organic Coatings, vol. 77, pp. 168-175, 2014.
[15] A. Kumar, L. Stephenson, and J. Murray, “Self-healing coatings for steel,” Progress in Organic Coatings, vol. 55, pp. 244-253, 2006.
[16] T. Szabó, L. Molnár-Nagy, J. Bognár, L. Nyikos, and J. Telegdi, “Self-healing microcapsules and slow release microspheres in paints,” Progress in Organic Coatings, vol. 72, pp. 52-57, 2011.
[17] M. M. Caruso, B. J. Blaiszik, H. Jin, S. R. Schelkopf, D. S. Stradley, N. R. Sottos, et al., “Robust, double-walled microcapsules for self-healing polymeric materials,” ACS applied materials & interfaces, vol. 2, pp. 1195-1199, 2010.
[18] J.-S. Hwang, J.-N. Kim, Y.-J. Wee, J.-S. Yun, H.-G. Jang, S.-H. Kim, et al., “Preparation and characterization of melamineformaldehyde resin microcapsules containing fragrant oil,” Biotechnology and Bioprocess Engineering, vol. 11, pp. 332-336, 2006.
[19] L.-p. LIAO, W. ZHANG, Y. ZHAO, and W.-J. LI, “Preparation and characterization of microcapsules for self-healing materials,” Chemical Research in Chinese Universities, vol. 26, pp. 496-500, 2010.
[20] E. N. Brown, N. R. Sottos, and S. R. White, “Fracture testing of a self-healing polymer composite,” Experimental Mechanics, vol. 42, pp. 372-379, 2002.
[21] M. Keller and N. Sottos, “Mechanical properties of microcapsules used in a selfhealing polymer,” Experimental Mechanics, vol. 46, pp. 725-733, 2006.
[22] M. J. Rosen and J. T. Kunjappu, Surfactants and interfacial phenomena: John Wiley & Sons, 2012.
[23] B. M. Folmer and B. Kronberg, “Effect of surfactant-polymer association on the stabilities of foams and thin films: sodium dodecyl sulfate and poly (vinyl pyrrolidone),” Langmuir, vol. 16, pp. 5987-5992, 2000.
[24] D. G. Shchukin, M. Zheludkevich, K. Yasakau, S. Lamaka, M. G. Ferreira, and H. Möhwald, “Layer-by-Layer Assembled Nanocontainers for Self-Healing Corrosion Protection,” Advanced Materials, vol. 18, pp. 1672-1678, 2006