سنتز میکرو/ نانوکپسول‌های هوشمند حاوی بازدارنده خوردگی: مطالعه بر روی عوامل موثر بر اندازه کپسول

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

چکیده

در این پژوهش میکرو و نانوکپسول‌های ملامین-فرمالدهید-پنتااریتریتول تتراکیس با موفقیت سنتز شدند. این میکرو/نانوکپسول‌ها حساس به pH بوده و در محیط قلیایی دیواره کپسول تخریب شده و محتوای هسته آن آزاد می‌شود. هدف این مقاله پرداختن به دو عامل کشش سطحی مواد هسته کپسول و اثر تنش برشی در فرایند کپسوله سازی بعنوان پارامترهای موثر بر تغییر اندازه کپسول‌ها است. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، اندازه ، ریخت شناسی و رفتار رهایش کپسول‌ها بررسی شد. به کمک نرم افزار Measurement و بصورت تصادفی اندازه کپسول‌ها بدست آمد و در ادامه با استفاده از نرم افزار SPSS نمودار توزیع و هیستوگرام آن رسم گردید. اندازه میکروکپسول‌ها 5.5 میکرومتر و نانوکپسول‌ها در سه شرایط مختلف سنتزی عبارتست از: 225، 312، 250 نانومتر بدست آمد. از دستگاه توزین حرارتی نیز برای بررسی و مقایسه نسبت هسته به پوسته میکرو و نانوکپسول‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد که با تغییر اندازه کپسول‌ها، نسبت هسته به پوسته، شرایط بهینه برای رسیدن به ریخت شناسی هموار و رفتار رهایش دستخوش تغییر قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها


[1] Zheludkevich, M., et al., Active protection coatings with layered double hydroxide nanocontainers of corrosion inhibitor. Corrosion Science, 2010. 52(2): p. 602-611.

[2] Nguyen, T., Mathematical model for the cathodic blistering of organic coatings on steel immersed in electrolytes. J. Protect. Coat. Linings, 1991. 63: p. 43.

[3] Zheludkevich, M., J. Tedim, and M. Ferreira, “Smart” coatings for active corrosion protection based on multi-functional micro and nanocontainers. Electrochimica Acta, 2012. 82: p. 314-323.

[4] Motornov, M., et al., Stimuli-responsive nanoparticles, nanogels and capsules for integrated multifunctional intelligent systems. Progress in polymer science, 2010. 35(1-2): p. 174-211.

[5] Wei, H., et al., Advanced micro/nanocapsules for self-healing smart anticorrosion coatings. Journal of Materials Chemistry A, 2015. 3(2): p. 469-480.

[6] Liu, Y., et al., Effect of ginger extract as green inhibitor on chloride-induced corrosion of carbon steel in simulated concrete pore solutions. Journal of cleaner production, 2019. 214: p. 298-307.

[7] Sanaei, Z., et al., Use of Rosa canina fruit extract as a green corrosion inhibitor for mild steel in 1 M HCl solution: A complementary experimental, molecular dynamics and quantum mechanics investigation. Journal of industrial and engineering chemistry, 2019. 69: p. 18-31.

[8] Onyeachu, I.B., et al., Green corrosion inhibitor for oilfield application I: Electrochemical assessment of 2-(2-pyridyl) benzimidazole for API X60 Steel under sweet environment in NACE brine ID196. Corrosion Science, 2019. 150: p. 183-193.

[9] Shi, X. and N. Dalal, Generation of hydroxyl radical by chromate in biologically relevant systems: role of Cr (V) complexes versus tetraperoxochromate (V). Environmental health perspectives, 1994. 102(suppl 3): p. 231-236.

[10] Sinko, J., Challenges of chromate inhibitor pigments replacement in organic coatings. Progress in organic coatings, 2001. 42(3-4): p. 267-282.

[11] Amstad, E., Capsules: Their Past and Opportunities for Their Future. 2017, ACS Publications.

[12] Wang, J.P., et al., Smart‐Sensing Polymer Coatings with Autonomously Reporting Corrosion Dynamics of Self‐Healing Systems. Advanced Materials Interfaces, 2019. 6(10): p. 1900055.

[13] Matsuda, T., et al., Release behavior of pH sensitive microcapsules containing corrosion inhibitor. Progress in Organic Coatings, 2019. 132: p. 9-14.

[14] Lavelli, V. and P.S. Harsha, Microencapsulation of grape skin phenolics for pH controlled release of antiglycation agents. Food Research International, 2019. 119: p. 822-828.

[15] Yeganeh, M. and T.A. Nguyen, Mini Review ISSN: 2455-183X Methods for Corrosion Protection of Metals at the Nanoscale. 2019.

[16] Ulaeto, S.B., et al., Smart Coatings, in Noble Metal-Metal Oxide Hybrid Nanoparticles. 2019, Elsevier. p. 341-372.

[17] Santos, L.R., C.E. Marino, and I.C. Riegel-Vidotti, Silica/chitosan hybrid particles for smart release of the corrosion inhibitor benzotriazole. European Polymer Journal, 2019. 115: p. 86-98.

[18] Alizadeh, M. and A.A. Sarabi, pH-Responsive MFPTT microcapsules containing dimethyl sulfoxide: Preparation, characterization and tuning the release behavior of microcapsule contents. Progress in Organic Coatings, 2019. 134: p. 78-90.

[19] Lagaly, G., O. Schulz, and R. Zimehl, Dispersionen und Emulsionen: eine Einführung in die Kolloidik feinverteilter Stoffe einschließlich der Tonminerale. 2013: Springer-Verlag.

[20] Ugelstad, J., M. El‐Aasser, and J. Vanderhoff, Emulsion polymerization: Initiation of polymerization in monomer droplets. Journal of Polymer Science: Polymer Letters Edition, 1973. 11(8): p. 503-513.

[21] Landfester, K., et al., Evidence for the preservation of the particle identity in miniemulsion polymerization. Macromolecular rapid communications, 1999. 20(2): p. 81-84.

[22] Landfester, K., Polyreactions in miniemulsions. Macromolecular Rapid Communications, 2001. 22(12): p. 896-936.

[23] Schramm, L. and F. Emulsions, Suspensions: Fundamentals and Applications. Saskatoon: Wiley, 2005.

[24] Berg, J., D. Sundberg, and B. Kronberg, Microencapsulation of emulsified oil droplets by in-situ vinyl polymerization. Journal of microencapsulation, 1989. 6(3): p. 327-337.

[25] Torza, S. and S. Mason, Three-phase interactions in shear and electrical fields. Journal of colloid and interface science, 1970. 33(1): p. 67-83.

[26] Blaiszik, B., N.R. Sottos, and S.R. White, Nanocapsules for self-healing materials. Composites Science and Technology, 2008. 68(3-4): p. 978-986.

[27] Fickert, J., Nanocapsules for self-healing materials. 2013, Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

[28] Sun, Z., et al., A general strategy for one-step fabrication of biocompatible microcapsules with controlled active release. Chinese Chemical Letters, 2019.

[29] Paret, N., et al., Developing Multi Stimuli‐Responsive Core/Shell Microcapsules to Control the Release of Volatile Compounds. Macromolecular Materials and Engineering, 2019. 304(3): p. 1800599.

[30] Schlegel, I., et al., Crystallinity tunes permeability of polymer nanocapsules. Macromolecules, 2017. 50(12): p. 4725-4732.

[31] Wang, L., et al., Reactive compatibilization of biodegradable blends of poly (lactic acid) and poly (ε-caprolactone). Polymer Degradation and Stability, 1998. 59(1-3): p. 161-168.