شماره ركورد
25006
شماره راهنما
CHE2 920
عنوان
سننتز و مشخصه يابي پلي دوپامين/ پليآنيلين / نانولوله چندجداره كربني: عامل ضد خوردگي حساس به pH با كارايي بالا
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي- شيمي پليمر
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/05/27
صفحه شمار
88 ص.
استاد راهنما
علي قريه
استاد مشاور
دكتر غلامعلي كوهمره
كليدواژه فارسي
نانولوله چندجداره كربني , پليآنيلين , پليدوپامين , 8-هيدروكسي كينولين-5- سولفونيك اسيد , رزين اپوكسي
چكيده فارسي
خوردگي يكي از مهمترين چالشهاي صنعتي به شمار ميرود كه سالانه خسارات اقتصادي و فني قابل توجهي به تجهيزات و سازهها وارد ميسازد. در اين پژوهش، براي نخستين بار ساختار ساندويچي پاسخگو به محرك pH با ساختار نانويي و قابليت ايجاد مقاومت چشمگير خوردگي در پوشش اپوكسي (Epoxy) تهيه شد. بدين منظور، پس از اكسيد نمودن نانولوله كربني چندلايه، پليمريزاسيون شيميايي آنيلين در حضور 8-هيدروكسيكينولين-5-سولفونيكاسيد (HQSA) به عنوان عامل دوپهكننده انجام گرفته و نخستين لايه پليمري بر روي سطح نانولوله اكسيد شده (OMC) ايجاد ميگردد. سپس پليمريزاسيون دوپامين در حضور نانولولههاي اصلاحشده با پليآنيلين OMC/PANI-HQS-)) انجام شده و ساختار ساندويچي متشكل از نانولوله كربني چندلايه درمركز، پليآنيلين دوپشده با 8-هيدروكسيكينولين-5-سولفونيكاسيد در وسط و پليدوپامين در بالاترين لايه ايجادگرديد (OMC/PANI-HQS-/PDA). استفاده از نانوساختار ساندويچي تهيه شده و تركيبات حد واسط در رزين اپوكسي مورد بررسي قرار گرفت. تركيب شيميايي و مورفولوژي سطح نانولولههاي OMC، OMC/PANI-HQS- و OMC/PANI-HQS-/PDA، با استفاده از تكنيكهاي FT-IR، XRD، TEM و FESEM مورد تجزيهوتحليل قرارگرفت. خواص مكانيكي پوششها از طريق آناليز كشش و آزادسازي بازدارندهHQSA از نانوحامل OMC/PANI-HQS-/PDA با طيف سنجي UV-Vis بررسي شد. كارايي حفاظت در برابر خوردگي نانوساختارهاي OMC، OMC/PANI-HQS- وOMC/PANI-HQS-/PDA در پوششهاي تهيهشده، با استفاده از آناليزهاي امپدانس الكتروشيميايي و منحنيهاي پلاريزاسيون بررسي شد. نتايج نشان دادند كه افزودن 5/0 درصد وزني ازساختار ساندويچيOMC/PANI-HQS-/PDA ، سبب افزايش حدود 103 برابري در مقاومت خوردگي (كاهش سرعت خوردگي ازmm/year 10-2×07/2 به mm/year 10-6 ×44/8) پوشش اپوكسي خالص ميگردد. همچنين استفاده از اين مقدار نانوحامل سبب بهبود تقريباً 100 درصدي در كاهش تخلخل در پوشش گرديد. بررسيهاي حاصل از آناليز امپدانس الكتروشيميايي نيز حاكي از آن است كه پوششي با 5/0 درصد وزني از اين نانوحامل امپدانس بالاتري Ω.cm2) 109×38/1) نسبت به پوشش اپوكسي بدون نانوساختارضدخوردگي ( Ω.cm2106×05/4) پس از گذشت 10روز غوطهوري در محلول 5/3 درصد وزني NaCl دارد. نتايج مشاهده شده به دليل بهبود قابلتوجه مقاومت در برابر جريان يوني و انتقالبار به دليل پراكندگي خوب، خواص مانع، پيوند قوي نانولوله اصلاح شده با بستر پليمري و عملكرد بازدارندههاي خوردگي است. علاوه بر اين، نتايج حاصل از آناليز EDX، آزادسازي بازدارنده از نانوحامل و تشكيل يك لايه متراكم غيرفعال Fe2O3/Fe3O4 ناشي از پلي آنيلين پيوندي بر سطح نانولولههاي كربني اكسيدشده را برروي سطح فولاد كربني تاييد ميكند.
كليدواژه لاتين
Multi-walled carbon nanotubes (MC , Multi-walled carbon nanotubes (MCs) , Polyaniline (PANI) , Polydopamine (PDA) , 8-Hydroxyquinoline-5-sulfonic acid (HQSA) , Epoxy resin
عنوان لاتين
Fabrication and evaluation of anti-corrosion properties of epoxy/modified multi-walled carbon nanotube coating
گروه آموزشي
شيمي پليمر
چكيده لاتين
In this study, for the first time, a pH-responsive sandwich-like nanostructure with excellent anticorrosion potential was developed and incorporated into an epoxy coating. Initially, multi-walled carbon nanotubes (MCs) were oxidized, and chemical polymerization of aniline was carried out in the presence of 8-hydroxyquinoline-5-sulfonic acid (HQSA) as a dopant, forming the first polymeric layer on the oxidized MCs (OMC). Subsequently, dopamine was polymerized in the presence of OMC/PANI-HQS-, resulting in the formation of a sandwich structure (OMC/PANI-HQS-/PDA), composed of an MC core, a middle PANI-HQS- layer, and an outer polydopamine shell. The synthesized nanostructure and its intermediates were incorporated into epoxy resin and thoroughly investigated. The chemical structure and surface morphology of OMC, OMC/PANI-HQS-, and OMC/PANI-HQS-/PDA were characterized using FT-IR, XRD, TEM, and FESEM analyses. Mechanical properties of the coatings were evaluated through tensile testing, while the controlled release behavior of the HQSA inhibitor from OMC/PANI-HQS-/PDA nanocarriers was monitored by UV-Vis spectroscopy. The corrosion protection performance of the coatings containing different nanostructures was examined via electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP) measurements. The results demonstrated that incorporation of only 0.5 wt% of the sandwich-like OMC/PANI-HQS-/PDA nanostructure into epoxy resin led to a significant enhancement—by more than three orders of magnitude—in corrosion resistance (as evidenced by the reduction of corrosion rate from 2.07×10−2 to 8.44×10−6 mm/year). Furthermore, the addition of this nanocarrier resulted in an approximate 100% reduction in coating porosity. EIS analysis revealed that the coating containing 0.5 wt% of the nanocarrier exhibited a much higher impedance value (1.38×109Ω•cm²) after 10 days of immersion, compared to the neat epoxy coating (4.05×106 Ω•cm²).This superior performance was attributed to enhanced ionic barrier resistance, improved charge-transfer inhibition, strong interfacial bonding between the modified nanotubes and the polymer matrix, uniform dispersion, and effective corrosion inhibition. Additionally, EDX analysis and release studies confirmed the release of HQSA from the nanocarrier, along with the formation of a compact passive Fe₂O₃/Fe₃O₄ layer on the steel surface,
تعداد فصل ها
3
فهرست مطالب pdf
145953
نويسنده