اختصاصی بسپار/بررسی خواص نانوپوشش‌‌های تفلونی حاوی نانوذرات روی (Zn) روی سطح فولادی

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر  امروزه مسئله‌ی خوردگی در تجهیزات صنایع برق یکی از مشکلات اساسی بوده که به همین منظور در مطالعه‌ی پیش رو، از نانوپوشش‌های تفلونی (PTFE، پلی‌‌تترا فلوئورواتیلن) حاوی روی (Zn) برای جلوگیری از خوردگی سطوح فولادی استفاده شده و نتایج آزمون‌‌های آزمایشگاهی انجام شده از رفتار سطحی فولاد با پوشش تفلون-روی (Zn-PTFE) و تفلون خالص مورد برسی قرار گرفته است. هدف از انجام این تحقیق، معرفی روشی ساده است که به وسیله‌ی آن بتوان سطح فولاد را با پوششی بر پایه‌ی تفلون اصلاح نمود. یکی از ویژگی‌‌هایی که می‌تواند به کاهش خوردگی تجهیزات فلزی کمک کند خاصیت آب‌‌گریزی و خود تمیز‌شوندگی سطوح است.
———
در این تحقیق نانوپوشش‌های تفلونی حاوی پودر Zn روی سطوح فولادی به روش افشانه کردن اعمال شده است. با استفاده از آزمون‌های مختلفی همچون زاویه تماس قطره آب (WCA)، طیف‌‌سنجی پخش انرژی پرتو ایکس (EDS) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) خواصی هم‌‌چون دافعه‌ی آب از سطح، ریخت‌‌شناسی سطح و شیمی سطح مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج آزمون زاویه تماس نشان داد که نانوپوشش‌‌های تهیه شده زاویه‌‌ی تماسی بزرگ‌‌تر از ۱۲۰ درجه داشته‌اند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داده است که با افزودن Zn، زبری سطح افزایش یافته و این موضوع به آب‌‌گریزی سطح و کاهش خوردگی کمک کرده است.
امروزه صنایع مختلف از جمله صنعت برق با مشکلاتی در رابطه با نگهداری تجهیزات خود در مقابل با شرایط محیطی رو به رو هستند که باعث ایجاد خسارت‌های فراوانی شده است. یکی از این مشکلات، ایجاد خوردگی در پایه‌های دکل‌های برق به دلیل شرایط نامناسب جوی در جنوب کشور می‌باشد که برای جلوگیری از آن، می‌توان از پوشش‌‌های مختلف بسپاری اصلاح شده استفاده نمود. در سال‌های گذشته، دانشمندان تحقیقات فراوانی در این زمینه انجام داده‌اند و روش‌های مختلفی را ارایه کرده‌اند. از جمله‌‌ی این تحقیقات می‌توان به تحقیقات انجام شده توسط سید مهدی سید‌امیرحسین و همکاران [1] اشاره کرد که پوششی از جنس کائوچوی سیلیکون را به روش انتقال رزین (RTV) روی سطحی سرامیکی اعمال کردند و به زاویه‌ تماس با قطره‌ی آب کمتر از ۱۱۵ درجه رسیدند. در میان پوشش‌‌های بسپاری، تفلون به دلیل خاصیت ضدخوردگی بسیار مناسب خود دارای جایگاه ویژه‌ای می‌باشد. در تحقیقات بسیاری به استفاده از این پوشش‌‌های بسپاری پرداخته شده است که برای مثال می‌توان به مطالعه‌ی انجام شده توسط S.Veeramasuneni و همکاران [2] اشاره کرد که فیلم‌های نازکی از تفلون را روی سطوح شیشه‌ای پوشاندند‌ و با روش آب‌‌کاری یونی (Ion Plating)، در ولتاژ‌های متفاوت، زبری سطحی پوشش را افزایش داده و به زاویه تماس با قطره‌ی آّب ۱۱۴ درجه رسیدند.
با توجه به مطالعات پیشین، در پژوهش پیش رو استفاده از پوشش تفلون دارای ذرات Zn مورد نظر بوده که به وسیله‌ی روشی آسان و در دسترس روی سطوح مختلف فلزی قابل اعمال می‌باشد. این پوشش به دلیل داشتن ذرات Zn علاوه بر خواص ضدخوردگی ذاتی تفلون، دارای مقاومت مناسب در برابر پرتوهای فرابنفش (UV) می‌باشد. هم‌‌چنین به دلیل زبری ذاتی ذرات Zn، سطح پوشش دارای ناهمواری‌‌هایی در ابعاد میکرو بوده که خود دلیل بر افزایش زاویه‌ی تماس با آب این پوشش می‌باشد. در ادامه به بررسی مواد، روش اعمال و نتایج حاصل از آزمون‌ها پرداخته شده است.
تفلون مورد استفاده در این پژوهش، تعلیقه (سوسپانسیون) آبی (Teflon PTFE DISP 35) دارای ۶۰ درصد وزنی پودر تفلون است. نانو پودر Zn مورد استفاده دارای اندازه‌‌‌ای در حدود ۱۰۰ نانومتر با خلوص ۹۹ درصد می‌باشد.
برای آماده‌‌سازی نمونه‌ها ذره‌های Zn به تعلیقه آبی تفلون به مقدار ۵ درصد وزنی اضافه شد و به مدت یک ساعت عمل اختلاط در دمای اتاق ۲۵ درجه سلسیوس به وسیله‌ی همزن مکانیکی با سرعت ۱۵۰۰ دور بر دقیقه انجام شد. در گام نخست به منظور این‌‌که سطوح از هرگونه آلودگی عاری شود شست و شو با استون انجام گردید و برای زبر کردن سطح ورق‌‌های فولاد (۱۰ سانتی‌‌متر در ۱۰ سانتی‌‌متر) با استفاده از کاغذ سنباده (FM,P120) در تمامی جهات سنباده کشیده شد. پس از آن سطح ورق‌‌ها با غوطه‌‌وری در آب به مدت 2 دقیقه، به طور کامل از هرگونه آلودگی پاک شدند و پس از خشک شدن، به منظور جلوگیری از نشستن مجدد گردوغبار محیط روی آن‌ها، تحت خلا نگهداری شدند.

مولف: مهندس مهسا ‌‌انصاری
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 227 ماهنامه بسپار که در نیمه شهریور ماه ۱۴۰۰ منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.