• شماره ركورد
    23713
  • شماره راهنما
    CHE2 888
  • عنوان

    سنتز و بررسي خواص ضد خوردگي پوششهاي پلي‌يورتان آب‌پايه تابش‌پز فرابنفش بر پايه فيتيك اسيد عامل دار شده با گليسيديل متاكريلات

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    شيمي- شيمي پليمر
  • دانشكده
    شيمي
  • تاريخ دفاع
    1403/04/20
  • صفحه شمار
    100 ص.
  • استاد راهنما
    عباس محمدي
  • استاد مشاور
    رضا كريمي شروداني
  • كليدواژه فارسي
    پلي‌يورتان آب‌پايه , تابش‌پز فرابنفش , فيتيك اسيد , گليسيديل متاكريلات , خاصيت ضد خوردگي , چسبندگي
  • چكيده فارسي
    پديده خوردگي همواره يكي از چالش‌هاي اساسي در صنايع مختلف بوده است كه هزينه‌هاي زيادي را به دنبال دارد. يكي از روش‌هاي مؤثر براي مقابله با خوردگي، استفاده از پوششهاي پليمري است. پوششهاي پليمري به دليل ممانعت فيزيكي، مقاومت شيميايي بالا به طور گستردهاي در كاربردهاي ضد خوردگي استفاده مي‌شوند. با اين حال، اين پوششها به دليل پايه حلال بودن، داراي محدوديت‌هايي از نظر زيستمحيطي و انتشار تركيبات آلي فرار (VOC) هستند. در نتيجه، پوششهاي سازگار با محيط زيست مانند پلي‌يورتان ‌هاي آب‌پايه (WPU) به دليل انتشار كم VOC و عدم وجود ايزوسيانات اضافي، مقاومت عالي در برابر هوا مورد توجه قرار گرفتهاند. با وجود مزاياي پلي‌يورتان ‌هاي آب‌پايه ، اين پوششها با چالش‌هايي نظير حضور گروههاي آبدوست مواجهاند كه بر خواص سطحي، مقاومت در برابر آب و دوام طولاني مدت آن‌ها تأثير منفي مي‌گذارد. براي بهبود اين خواص، از پوششهاي آب‌پايه تابش‌پز استفاده مي‌شود كه با ايجاد پيوندهاي كووالانسي اضافي، خواص شيميايي و مكانيكي و مقاومت در برابر آب را ارتقا مي‌دهند. با اين حال، فرآيند پخت اين پوششها با انقباض همراه است كه تنشهاي داخلي ايجاد كرده و مي‌تواند خواص مكانيكي نظير چسبندگي به بستر را تحت تأثير قرار دهد. در اين پژوهش، فيتيك اسيد (PA) كه يك ماده طبيعي و زيستسازگار است و توانايي تشكيل كيليت با سطح فلز را دارد، با گليسيديل متاكريلات (GMA) اصلاح شده و به پلي‌يورتان آب‌پايه تابش‌پز اضافه شده است. اين اصلاح منجر به افزايش چسبندگي پوشش به فلز و تشكيل پيوند كووالانسي فيتيك اسيد با پوشش شده كه خاصيت ضد خوردگي را بهبود ميبخشد. شناسايي فيتيك اسيد اصلاح شده با گليسيديل متاكريلات (PA-GMA) با استفاده از آناليزهاي FT-IR و1HNMR و XPS انجام شد و نتايج حاكي از اصلاح موفقيتآميز PA-GMA بود. پايداري پلي‌يورتان آب‌پايه تابش‌پز فرابنفش خالص(UV-WPU) و حاوي مقادير 1، 3 و 5 درصد وزني PA-GMA طي يك ماه بررسي شد و پايداري بدون ايجاد لخته و كلوخه شدن تأييد شد. شناسايي و بررسي خواص فيلم‌هاي UV-WPU خالص و حاوي مقادير مختلف PA-GMA با استفاده از آناليزهاي FTIR-ATR، زاويه تماس، كشش، TGA و FESEM ارزيابي شد. نتايج FESEM نشان داد كه تا 3 درصد وزني PA-GMA بهترين پخش را در ميان فيلم پلي‌يورتان داشته است. آزمون Pull-off براي اندازهگيري چسبندگي پوشش به سطح فلز انجام شد كه پوشش خالص MPa 2.39 و پوشش حاوي 3 درصد وزني PA-GMA، MPa 5.4 بيشترين ميزان چسبندگي به سطح فلز را نشان داد و پوشش‌هاي صنعتي پلي‌يورتان ي ميزان چسبندگي‌شان MPa 2-6 است. به منظور بررسي خواص ضد خوردگي نمونهها از آزمون‌هاي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) و قطبش پتاسيوديناميكي (PDS) استفاده شد. نتايج نشان داد كه پوشش حاوي 3 درصد وزني PA-GMA با بازده خوردگي 37/99 درصد، بيشترين خاصيت ضد خوردگي را دارد و بنابراين، اين نمونه مي‌تواند گزينهاي اميدبخش براي استفاده به عنوان پوشش ضد خوردگي باشد.
  • كليدواژه لاتين
    Waterborne polyurethane , UV-curable , phytic acid , glycidyl methacrylate , anti-corrosion properties , adhesion
  • عنوان لاتين
    Synthesis and investigation of anti-corrosion properties of ultraviolet-curable waterborne polyurethane coatings based on phytic acid functionalized with glycidyl methacrylate
  • گروه آموزشي
    شيمي پليمر
  • چكيده لاتين
    Corrosion has always been one of the fundamental challenges in various industries, incurring significant costs. One of the effective methods to combat corrosion is the use of polymer coatings. Due to their physical barrier properties and high chemical resistance, polymer coatings are widely used in anti-corrosion applications. However, these coatings, being solvent-based, have environmental limitations and emit volatile organic compounds (VOCs). Consequently, environmentally friendly coatings like waterborne polyurethanes (WPUs) have gained attention due to their low VOC emissions, absence of additional isocyanates, and excellent weather resistance. Despite the advantages of waterborne polyurethanes, these coatings face challenges such as the presence of hydrophilic groups, which negatively impact their surface properties, water resistance, and long-term durability. To improve these properties, waterborne UV-curable coatings are used, which enhance chemical and mechanical properties and water resistance through the formation of additional covalent bonds. However, the curing process of these coatings involves shrinkage, which induces internal stresses and can affect mechanical properties like adhesion to the substrate. In this research, phytic acid (PA), a natural and environmentally friendly substance capable of forming chelates with metal surfaces, was modified with glycidyl methacrylate (GMA) and added to UV-curable waterborne polyurethane. This modification increased the coatingʹs adhesion to metal and formed covalent bonds with the phytic acid, thereby improving anti-corrosion properties. The modified phytic acid with glycidyl methacrylate (PA-GMA) was characterized using FT-IR, 1H NMR, and XPS analyses, which confirmed the successful modification of PA-GMA. The stability of pure UV-curable waterborne polyurethane (UV-WPU) and those containing 1%, 3%, and 5% by weight of PA-GMA was investigated over a month, and stability without coagulation and clumping was confirmed. The properties of pure UV-WPU films and those containing different amounts of PA-GMA were eva‎luated using FTIR-ATR, contact angle, Tensile, TGA, and FESEM analyses. FESEM results showed that up to 3% by weight of PA-GMA exhibited the best dispersion in the polyurethane film. The pull-off test for measuring adhesion of the coating to the metal surface showed that the pure coating had an adhesion of 2.39 MPa, while the coating containing 3% by weight of PA-GMA had an adhesion of 5.4 MPa, which is comparable to industrial polyurethane coatings with adhesion values ranging from 2 to 6 MPa. To examine the anti-corrosion properties of the samples, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDS) tests were used. The results indicated that the coating containing 3% by weight of PA-GMA had the highest corrosion resistance with an efficiency of 99.37%, making this sample a promising candidate for use as an anti-corrosion coating.
  • تعداد فصل ها
    4
  • فهرست مطالب pdf
    34064
  • نويسنده

    قدسيه، محمدرضا