تاثیر خواص فیلم بر مقاومت به خوردگی در اکریلیک‌های آب پایه و توسعه‌ی رزین‌های نسل جدید با VOC کم

بسپار/ ایران پلیمر حفاظت از خوردگی به کمک پوشش‌های آلی به طور قابل توجهی در صنعت و دانشگاه مورد مطالعه قرار گرفته است. افزون بر اثر رنگدانه‌های ضدخوردگی و افزودنی‌های بازدارنده‌ی خوردگی، از رایج‌ترین عوامل برجسته‌ی تاثیرگذار بر مقاومت به خوردگی عبارتند از خواص سدگری (نفوذپذیری آب و اکسیژن)، چسبندگی و امپدانس الکتروشیمیایی. زمانی که برای شناسایی سازوکار‌های محدود‌کننده‌ی سرعت و حفاظت اولیه تلاش می‌شود، عموما مطالعات مختلف مغایت هایی دارند. اختلافات ممکن است به دلایل زیادی شامل تفاوت‌ها در شیمی پلیمرها، روش‌ها و شرایط مختلف، به وجود آیند. برای کشف این تضادها، یک مطالعه‌ی متمرکز از 21 رزین اکریلیک استایرینه شده با فرمولاسیون‌های مشخص به منظورایجاد ارتباط بین خواص فیلم با مقاومت به خوردگی فولاد مسطح، بدون پوشش و سرد نورد، انجام گرفته است. سپس این مطالعه به سیستم‌های حاوی رنگدانه با براقیت بالا گسترش یافته است. پس از آن روابط خواص ساختاری به دست آمده از این کار، برای توسعه‌ی نسل بعدی، ترکیبات آلی با فراریت کم (VOC)، پلیمرهای قابل استفاده بطور مستقیم روی فلز (DTM)، بکار گرفته شده‌اند.

مقدمه

از نظر تاریخی، رزین‌های اکریلیک استارین‌دار مورد استفاده در بخش نگهداری صنایع سبک، عموما برای پوشش‌های DTM فروخته می‌شوند. در این متن DTM به کاربرد مستقیم یک پوشرنگ تک پوششی (یا به دلخواه چندپوششه) بر روی زیرآیند فلزی بدون آستر (پوشش اولیه) برای ایجاد چسبندگی و مقاومت به خوردگی، برمی‌گردد. بنابراین، پوشش DTM باید تعادل کامل خواص مورد انتظار برای یک سیستم حفاظتی سطح فلز از جمله، حفاظت از خوردگی، چسبندگی، مقاومت شیمیایی، مقاومت به نور فرابنفش و سختی، را فراهم کند. این موضوع چالش‌های قابل توجهی در طراحی پلیمرها ایجاد کرده است، که شیمیدان‌ها را به تلاش برای ایجاد تعادل در ویژگی‌هایی که اغلب رقابتی به نظر می‌رسند، وادار کرده است. هنگامی که ASTM B117 به عنوان روش آزمون خوردگی تسریع‌یافته، بررسی می‌شود، محدوده‌ی عملکرد برای  DTM های تک جزئی بر پایه‌ی استایرن تجاری قابل دسترس، معمولا بین 24-300 ساعت قرارگیری در یک پوشش تک‌لایه در حدود ضخامت خشک 2 میل است. بعضی از DTM های اکریلیک‌ استایرن‌دار تخصصی، می‌توانند به زمان‌های مه نمکی بالاتر از 500 ساعت دست پیدا کنند. یکی از عوامل پیش‌برنده‌ی اصلی توسعه‌ی جدید در این فضا، کاهش VOC است. محصولات DTM باید با مقدار کمتر از 250 g/L فرموله شوند، اما ترکیبی از مقررات، شرایط مصرف­کننده و تصویب داوطلبانه توسط سازندگان، تقاضای عملکرد بالا در مقادیر کمتر از 100 g/L و پایین‌تر را داشته‌اند. اخیرا در یک طرح توسعه‌ای برای یک اکریلیک استایرن‌دار DTM با قابلیت VOC کمتر از 100 g/L، مشکلات زیادی در حفظ مقاومت به خوردگی در زمان تلاش برای بهبود چسبندگی به زیرآیندهای آلومینیومی وجود داشته است. در بررسی یک بستر پلیمری با کاربرد درونگاهی، تمرکز اولیه‌ی پروژه روی بهبود مقاومت به خوردگی‌ بر طبق روش مه نمکی  ASTM B117 روی سطح مسطح و دست نخورده‌ی فولاد سرد نورد (CRS) بوده است. نمونه‌ی اولیه این کار را انجام شد، اما منجر به کاهش چسبندگی به آلومینیوم شد (شکل 1).

شکل 1- آزمون چسبندگی (به روش برش متقاطع روی سطح آلومینیوم(بالا)، مقاومت به خوردگی فولاد سردنورد(پایین) (ضخامت 2 میل DTM، 400 ساعت B117) برای مقایسه‌ی رزین موجود و نمونه‌ی اصلاح شده

در نمونه‌ی A، تغییرات در ترکیب برای بهبود مقاومت به خوردگی، منجر به محدود شدن توانایی چسبندگی آن به سطح آلومینیوم شده است. سنتز دیگری از نمونه‌ی اولیه برای بهبود چسبندگی به آلومینیوم انجام گرفت. نتایج باهم مخلوط شدند، و با یک روند کلی چسبندگی در کنار مقاومت به خوردگی بهبود یافت. تعدادی از نمونه‌های رزین اصلاح شده در شکل 2 نشان داده شده‌اند.

شکل  2- رزین‌های اصلاح شده و مقایسه‌ی چسبندگی به آلومینیوم و مقاومت به خوردگی فولاد سردنورد  (2 میل DFT و 400 ساعت B117)

با توجه به این یافته‌ها، نمونه‌ی دیگری (نمونه‌ی D)، به طور خاص جهت چسبندگی به آلومینیوم به عنوان یک ویژگی سنتز شد (شکل 3). نمونه‌ی D نتیجه‌ی 0b را در آزمون چسبندگی نشان داد، اما بهترین مقاومت به خوردگی را نشان داد. نتایج به دنبال بررسی دقیق مکانیزم خوردگی و چسبندگی در تلاش برای توضیح رابطه معکوس ظاهری بین این دو خواص بود.

مترجم: آیلین حبیبیان – دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی رنگ-موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش
 

(ادامه دارد…)

متن کامل این مقاله را که در شماره 192ام دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار در پایان شهریورماه منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه ی اصلی همین سایت وجود دارد.