Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar,Roohollah Bagheri
کيوان رئيسي (استاد راهنما) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما) روح اله باقري (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Abedini
محمد عابديني

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.
چکيده در اين پژوهش، با استفاده از ميکروکپسول هاي حاوي هيدروکسيد کلسيم و استئارات پتاسيم، ضمن ايجاد سطح آب گريز، امکان ترميم خودبه خودي نانوساختارهاي سطحي فراهم شد؛ به نحوي که پس از ايجاد خراش و تخريب ميکروکپسول هاي حاوي عامل آب گريزي، نانوسوزن هاي استئارات کلسيم مجددا تشکيل شوند و آب گريزي پوشش حفظ شود. پوسته ميکروکپسول هاي حاوي هيدروکسيد کلسيم از جنس پلي متيل متاکريلات- اتيل سلولز و متخلخل است که اجازه نفوذ عامل کلسيمي را به بيرون مي دهد و ميکروکپسول دربرگيرنده عامل استئاراتي، نيز بايست پوسته با مقاومت به خراش کمي داشته باشد تا در معرض ميکروترک شکسته شده و محتوي خود را آزاد نمايد. پوسته اوره-فرمالدئيدي به علت مقاومت به خراش و استحکام و پايداري شيميايي مناسب، بيشترين کاردهي و کاربرد را در کپسوله کردن عوامل ترميمي روغني به خود اختصاص داده است. لذا در اين پژوهش نيز ميکروکپسوله کردن محلول آبي استئارات پتاسيم با پوسته اوره-فرمالدئيدي مطالعه شد. ولي ازآن جهت که روش متداول ميکروکپسوله کردن عوامل ترميمي در پوسته اوره-فرمالدئيدي تنها براي عوامل روغني امکان پذير است، در تحقيق حاضر ضمن معرفي روشي جديد براي اولين بار فاز آبي استئارات پتاسيم امکان کپسوله کردن در پوسته اوره-فرمالدئيدي ايجاد شد؛ که اين اتفاق خود باب جديدي را در ايجاد و توسعه پوشش هاي خود ترميم شونده و پوشش هاي آب گريز مي گشايد. با توزيع ميکروکپسول هاي سنتزي در زمينه اپوکسي، به دو روش اسپين کوتينگ و غوطه وري روي زيرلايه فولاد ساده کربني پوشش پليمري آب گريز خودترميم شونده ايجاد شد. زاويه تماس پوشش قبل از ابجاد خراش و پس از ترميم آن، به ترتيب ? 157 و ? 133 اندازه گيري شد که مويد فوق آب گريزي اوليه و احياي نسبي آب گريزي پس از تخريب سطحي است. آزمون خوردگي به روش پلاريزاسيون تافل، مشخص کرد اعمال پوشش بر زيرلايه فولاد ساده کربني مقاومت به خوردگي را تا دويست برابر بهبود داده است. بررسي هاي ماکروسکوپي پوشش کامپوزيتي پس ازآزمون مه نمکي، ترميم منطقه خراش را تائيد نمود و تحليل مکانيزم خوردگي و حفاظت پوشش، بر مبناي طيف نگاري امپدانس الکتروشيميايي و بر اساس مدل هاي آب گريزي انجام شد. کلمات کليدي: آب گريزي، خودترميم شوندگي، نانوساختار، ميکروکپسوله کردن، اوره-فرمالدئيد، ميکروکپسول، نانوزبري.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی