Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar,Roohollah Bagheri
کیوان رئیسی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما) روح اله باقری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Abedini
محمد عابدینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Self-Healing Ability of Superhydrophobic Property of Polymeric Coating Containing Microcapsules by Generation of Nanoroughness
In this study, using microcapsules containing calcium hydroxide and potassium stearate, the self-healing ability of surface nanostructures via regeneration of calcium stearate nanoneedles after crashing the microcapsules, was achieved. And the hydrophobicity of the surface was also improved. Calcium Hydroxide was microencapsulated in porous Poly methyl methacrylate-ethyl cellulose shell, which calcium hydroxide agents diffused outwards by capillary force through nanoporosity of PMMA-EC shell. Aqueous potassium stearate must encapsulate in a shell with low scratch resistance in order to crash by microcracks and release its content. Urea-Formaldehyde due to its good strength, scratch resistance and chemical stability, has been widely used in microencapsulation of healing agents. Therefore in the present study the aqueous potassium stearate was encapsulated in a shell of Urea-Formaldehyde. Since the in-situ polymerization method for encapsulation of healing agent in Poly (Urea-Formaldehyde) shell is restricted to oily phases, in this study, a new method for encapsulation of aqueous core in Poly (Urea-Formaldehyde) shell was introduced. This new method opens a new approach in production of self-healing and hydrophobic coatings. The Synthesized microcapsules were dispersed in epoxy matrix and coated by spin coating or dip coating methods on carbon steel substrate. Then poly (methyl methacrylate) –ethyl cellulose microcapsules were precipitated on top of the uncured epoxy, and calcium stearate nanoneedles form in expose to aqueous potassium stearate solution. Water contact angles of self-healing superhydrophobic coating, before and after repair of scratches, were measured as 157 ? and 133 ?, respectively, which confirm the initial superhydrophobicity and partial recovery of hydrophobicity after surface scratch. Tafel polarization results revealed that by applying this superhydrophobic coating, the corrosion current density of plain carbon steel substrate is decreased up to two orders of magnitude. Macroscopic studies of the coatings after salt spray test confirmed the healing of scratches; and the results of electrochemical impedance spectroscopy revealed corrosion and protection mechanisms of coatings based on the hydrophobic models. Keywords: hydrophobicity; self-healing; nanostructure; microencapsulation; Urea-Formaldehyde; microcapsule; nanoroughness.
در این پژوهش، با استفاده از میکروکپسول های حاوی هیدروکسید کلسیم و استئارات پتاسیم، ضمن ایجاد سطح آب گریز، امکان ترمیم خودبه خودی نانوساختارهای سطحی فراهم شد؛ به نحوی که پس از ایجاد خراش و تخریب میکروکپسول های حاوی عامل آب گریزی، نانوسوزن های استئارات کلسیم مجددا تشکیل شوند و آب گریزی پوشش حفظ شود. پوسته میکروکپسول های حاوی هیدروکسید کلسیم از جنس پلی متیل متاکریلات- اتیل سلولز و متخلخل است که اجازه نفوذ عامل کلسیمی را به بیرون می دهد و میکروکپسول دربرگیرنده عامل استئاراتی، نیز بایست پوسته با مقاومت به خراش کمی داشته باشد تا در معرض میکروترک شکسته شده و محتوی خود را آزاد نماید. پوسته اوره-فرمالدئیدی به علت مقاومت به خراش و استحکام و پایداری شیمیایی مناسب، بیشترین کاردهی و کاربرد را در کپسوله کردن عوامل ترمیمی روغنی به خود اختصاص داده است. لذا در این پژوهش نیز میکروکپسوله کردن محلول آبی استئارات پتاسیم با پوسته اوره-فرمالدئیدی مطالعه شد. ولی ازآن جهت که روش متداول میکروکپسوله کردن عوامل ترمیمی در پوسته اوره-فرمالدئیدی تنها برای عوامل روغنی امکان پذیر است، در تحقیق حاضر ضمن معرفی روشی جدید برای اولین بار فاز آبی استئارات پتاسیم امکان کپسوله کردن در پوسته اوره-فرمالدئیدی ایجاد شد؛ که این اتفاق خود باب جدیدی را در ایجاد و توسعه پوشش های خود ترمیم شونده و پوشش های آب گریز می گشاید. با توزیع میکروکپسول های سنتزی در زمینه اپوکسی، به دو روش اسپین کوتینگ و غوطه وری روی زیرلایه فولاد ساده کربنی پوشش پلیمری آب گریز خودترمیم شونده ایجاد شد. زاویه تماس پوشش قبل از ابجاد خراش و پس از ترمیم آن، به ترتیب ? 157 و ? 133 اندازه گیری شد که موید فوق آب گریزی اولیه و احیای نسبی آب گریزی پس از تخریب سطحی است. آزمون خوردگی به روش پلاریزاسیون تافل، مشخص کرد اعمال پوشش بر زیرلایه فولاد ساده کربنی مقاومت به خوردگی را تا دویست برابر بهبود داده است. بررسی های ماکروسکوپی پوشش کامپوزیتی پس ازآزمون مه نمکی، ترمیم منطقه خراش را تائید نمود و تحلیل مکانیزم خوردگی و حفاظت پوشش، بر مبنای طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی و بر اساس مدل های آب گریزی انجام شد. کلمات کلیدی: آب گریزی، خودترمیم شوندگی، نانوساختار، میکروکپسوله کردن، اوره-فرمالدئید، میکروکپسول، نانوزبری.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی