Skip to main content
SUPERVISOR
Saied Nouri-Khorasani,Mohammad Dinari,Rasoul Esmaeely Neisiany
سعید نوری خراسانی (استاد راهنما) محمد دیناری (استاد مشاور) رسول اسمعیلی نیسیانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Parisa Panahi
پریسا پناهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
Abstaract In the present study, surface of momtmorillunit cloisite 30b nanoparticles was modified with an absorbent gel based on acrylic acid (AA) and Acryl Amide (AAm) via in-situ polymerization using 3-(triethoxysilyl) propyl methacrylate (MPS) as a coupling agent and N,N-Methylenebisacrylamid (MBA) as a crosslinking agent. The modified cloisite 30b nanogel composite was then incorporated into a commercial epoxy resin in different weight percent (0.5, 1, and 2) to prepare an effective self-healing epoxy coating. The chemical structure and surface morphology of the prepared nanogel composites were evaluated by Fourier transform infrared (FTIR), Thermal gravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and Tarasmission Electron Microscopy (TEM). The nanogel swelling method obtained the appropriate percentage MBA by 0.1329 wt.% which is swelled for 132/24 s w % and the XRD obtained the best percentage of using modified nanoparticles by 1 wt.% in syntesied copolymer. Furthermore, the dispersion and characterization of nano particles in polymeric matrix were investigated by FESEM and TEM method which calculated the mean diameter of nanoparticles by 1750±329 nm. Subsequently, the pull-off adhesion and elongation at break test was conducted to evaluate the effect of incorporation of nanogel composites on the adhesion of coatings. The effectiveness of the cloisite 30b nanogel composites as the self-healing material in the epoxy resin were assessed in 3.5 wt.% NaCl solution by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization tests and the results confirmed the epoxy coating containing 0.5 wt.% of 30b-AAm/AA nanogel composite was most corrosion resistant samples with the self-healing efficiency of 99.89 % respectively. Keywords: Self-healing, Coating, Montmorillunit nanoparticles, cloisite 30b, Surface modification, Acrylic acid-co-Acryl amide, self-healing efficiency
در این پژوهش با توجه به اثرات مخرب خوردگی در سازه های فلزی و اهمیت جلوگیری از این فرآیند، یک پوشش نانوکامپوزیتی ژلی خودترمیم­شونده با کارایی بالا ساخته و مشخصه یابی شده است. در میان روش هایی که برای جلو گیری از خوردگی فلزات استفاده می شود پوشش دهی سازه ها به خصوص پوشش اپوکسی از جمله رایج ترین روش می باشد. در این پژوهش، نانوذرات خاک رس مونت موریلونیت کلوزیت 30b با قابلیت بالای لایه ای بودن و مساحت سطح زیاد ساختار آن، همراه با اصلاح سطح شیمیایی سیلانی 3-(تری متوکسی سیلیل) پروپیل متا اکریلات (MPS) همراه با عامل اتصال عرضی دهنده ی -N,Nمتیلن بیس آکریل آمید (MBA) و پراکنده شدن در نانوکامپوزیت ژلی بر پایه­ی مونومر های آکریل آمید (AAm) و اکریلیک اسید (AA) به عنوان نانو کامپوزیت ژلی آمفیفیلیک در راستای اثبات سازوکار خودترمیم شوندگی تورم ژل و مهاجرت نانوذرات مورد استفاده قرار گرفت. ساختار شیمیایی، اصلاح سطح و مورفولوژی نانوکامپوزیت های ژلی سنتز شده با استفاده از آزمون­های FTIR ، TGA،XRD ،Swelling ،FESEM و TEM شناسایی شدند. نتایج، سنتز موفقیت­آمیز نانوکامپوزیت­ ژلی را نشان داد. آزمون FTIR جهت بررسی اصلاح سطح نانو ذرات توسط عامل سیلانی و وجود پیک های مربوط به کوپلیمر ژلی سنتز شده در نانو کامپوزیت ژلی انجام پذیرفت و تایید شد. آزمون TGA اصلاح سطح شیمیایی نانو ذرات را اثبات کرد که توسط تصاویر FESEM نیز بررسی و تایید شد. همچنین تصاویر مربوط به آزمون FESEM و نرم افزار Image J به ترتیب پراکندگی نانو ذرات اصلاح سطح شده را در زمینه ی پلیمری و میانگین اندازه ذرات که حدود 329 ±1750 نانو متر بود را نشان دادند. پدیده ی تشکیل و پراکندگی یکنواخت نانو ذرات اصلاح سطح شده در ماتریس پلیمری نیز توسط EDS و تصاویر TEM تایید شدند. آزمون XRD بهینه درصد استفاده از نانو ذرات اصلاح شده که مقدار 1 درصد وزنی می باشد را مشخص نمود. همچنین آزمون تورم مقدار بهینه درصد استفاده از عامل اتصال عرضی دهنده را به مقدار 1329/0 درصد وزنی تعیین کرد که ژلی با استحکام بالا با درصد تورم 24/132 به دست آمد. در ادامه، نانو کامپوزیت ژلی سنتز شده با درصدهای وزنی 5/0 ، 1 و 2 وارد رزین اپوکسی شدند و بر سطح زیرلایه­ی فولادی پوشش­دهی شدند. برای بررسی خواص مکانیکی پوشش‌ها از آزمون‌های چسبندگی و بررسی انعطاف پذیری پوشش توسط درصد ازدیاد طول استفاده شد و نتایج نشان دادند که اضافه کردن نانو کامپوزیت ژلی به پوشش اپوکسی باعث کاهش چسبندگی و درصد ازدیاد طول پوشش‌ها می‌شوند. همچنین با استفاده از آزمون­های خوردگی EIS و Tafel، رفتار خودترمیم­شوندگی پوشش­ها بررسی شد. نمونه­ی حاوی 5/0 درصد وزنی از نانو کامپوزیت ژلی 30b-AAm/AA با 88/99 درصد بازده خودترمیم­شوندگی بهترین نتایج را از خود نشان داد. نانوکامپوزیت ژلی سنتز شده توانست خاصیت خودترمیم شوندگی را در پوشش اپوکسی ایجاد کند. واژگان کلیدی: مونت موریلونیت کلوزیت 30b، نانوکامپوزیت ژلی آمفیفیلیک، اصلاح سطح، پوشش­دهی، خودترمیم­شوندگی، پلی (اکریل آمید-کو-آکریلیک اسید)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی