Skip to main content
SUPERVISOR
Saied Nouri-Khorasani,Rasoul Esmaeely Neisiany
سعید نوری خراسانی (استاد راهنما) رسول اسمعیلی نیسیانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Roya Malek khoyan
رویا ملک خویان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Preparation and characterization of electrosprayed nanocapsules containing coconut oil-based alkyd resin for the fabrication of self-healing epoxy coatings
In the present study, the preparation of nanocapsules using the coaxial electrospraying method was investigated. Poly (styrene-acrylonitrile) (SAN) was used as shell material and coconut oil-based alkyd resin (CAR) as a core. Chemical structure, thermal stability, and morphology of nanocapsules were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermal gravimetric analysis (TGA), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. In addition, the formation of the core-shell structure was approved by transmission electron microscopy (TEM) and FE-SEM micrographs of the fractured nanocapsules. Furthermore, the Differential scanning calorimetry tests (DSC) were carried out to investigate the reactivity of released healing agent from nanocapsules. The prepared nanocapsules were then incorporated into the epoxy resins and applied on the surfaces of the steel panels. The effect of capsule incorporation on the properties of the coating was evaluated. The self-healing performance of the coatings in the salty and acidic media was also assessed. The FTIR results revealed the presence of both shell and core in the prepared nanocapsules and proved no reaction between them. The morphological studies confirmed that the electrosprayed nanocapsules' mean diameter was 708±252 nm with the average shell thickness of 82 nm. The TGA test demonstrated the thermal stability of nanocapsules up to 270 ?C, while the DSC results revealed a successful reaction between CAR and epoxy resin, especially in the acidic media. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) test results demonstrated the best self-healing performance achieved for the 2 wt.% and 1wt.% nanocapsules incorporation in the NaCl, and HCl solution, respectively
در این پژوهش، پوشش خودترمیم‌شونده، با وارد کردن نانوکپسول‌های پلی (استایرن-co-اکریلونیتریل) حاوی آلکید رزین برپایه روغن نارگیل در رزین اپوکسی تهیه شد. برای کپسوله کردن روغن نارگیل به عنوان عامل ترمیم از الکترواسپری که روشی ارزان‌تر نسبت به روش‌هایی مانند: پلیمریزاسیون درجا، پلیمریزاسیون بین سطحی و... است و مواد زائد کمتری نسبت به روشهای قبل ایجاد میکند، استفاده شده است. ساختار شیمیایی، پایداری حرارتی، و مورفولوژی سطح و اندازه نانوکپسول‌ها به ترتیب به وسیله آزمون‌های طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، آنالیز گرماوزن سنجی، و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی صورت گرفت. علاوه بر آن تشکیل ساختار پوسته-مغزی با استفاده از تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی عبوری و همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست نانوکپسول‌ها، تایید شد. آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی نیز برای بررسی واکنش‌پذیری عامل ترمیم رها شده از کپسول‌ها مورد استفاده قرار گرفت. طیف‌های بدست آمده از آزمون طیف سنجی مادون قرمز عدم واکنش عامل ترمیم (آلکید رزین برپایه روغن نارگیل) با پوسته (پلی (استایرن-co-اکریلونیتریل)) کپسول‌ها را ثابت می‌کند. همچنین آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و برنامه ImageJ، اندازه ذرات را حدود 252±708 نانومتر و میانگین ضخامت پوسته را 82 نانومتر نشان می‌دهند. سطح ناهموار کپسول‌ها در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی نشان‌دهنده چسبندگی مناسب کپسول‌ها به ماتریس پوشش است که مزیتی برای استفاده در پوشش‌های صنعتی می‌باشد. آنالیز گرما وزن سنجی پایداری حرارتی کپسول‌ها را تا بیش از 270 درجه سانتی‌گراد نشان داد و آنالیز گزماسنجی روبشی تفاضلی موفقیت‌آمیز بودن واکنش‌پذیری عامل ترمیم رها شده از کپسول‌ها با رزین اپوکسی را، به خصوص در محیط اسیدی، اثبات کرد. نانوکپسولهای تولید شده، با رزین اپوکسی مخلوط و بر روی سطوح فلزی اعمال شدند تا تاثیر اضافه شدن کپسول‌ها به پوشش بررسی شود. برای بررسی خواص مکانیکی پوشش‌ها از آزمون‌های چسبندگی و استحکام خمشی استفاده شد و نتایج نشان دادند که اضافه کردن کپسول‌ها باعث کاهش چسبندگی و استحکام خمشی پوشش‌ها می‌شوند. بررسی خوردگی پوشش‌ها به صورت کیفی با آزمون مه نمک صورت گرفت که کمترین خوردگی را در پوشش حاوی 2 درصد وزنی نانوکپسول نشان داد. قابلیت خودترمیم‌شوندگی پوشش‌های اپوکسی در محیط‌های نمکی و اسیدی توسط آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین عملکرد خودترمیم‌شوندگی در محیط اسیدی و محیط نمکی به ترتیب در پوشش‌های حاوی 1 (بازده 95 درصد) و 2 (بازده 99 درصد) درصد وزنی نانوکپسول بدست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی