سنتز و بهبود عملكرد ضد خوردگي پوشش هاي پلي يورتان با استفاده از نانوذرات نيكل اكسيد

Synthesis and improvement of anti-corrosion performance of polyurethane coatings using nickel oxide nanoparticles

در پژوهش حاضر با بهره گيري از واكنش پلي ال سنتز شده بر پايه گياهي روغن سويا اپوكسي با ايزوسيانات؛ پوشش پلي يورتاني سنتز شد. در ادامه نانوذرات نيكل اكسيد با مورفولوژي مطلوب براي تقويت مقاومت به پوشش افزوده شد. درنهايت، پوشش هاي نانوكامپوزيتي پلي يورتان-نيكل اكسيد (در تركيب درصد هاي وزني 0.5، 1، 1.5 و 2) براي بهبود خواص ضدخوردگي مورد بررسي و مطالعه قرار گرفت. جهت اثبات تشكيل پوشش پلي اورتان، از تكنيك FT-IR و H-NMR و هم چنين، جهت اطمينان از سنتز نانوذره نيكل اكسيد از تكنيك XRD استفاده شد. مورفولوژي نانوذره، با استفاده از تست SEM مورد مطالعه قرار گرفت. خواص مكانيكي پوشش پلي اورتاني نيز توسط آزمون كشش مشخص شد. جهت بررسي خاصيت ضدخوردگي پوشش هاي نانوكامپوزيتي پلي اورتان-نيكل اكسيد، نمونه ها در محلول 5/3 درصد وزني از نمك NaCl به مدت 30 روز غوطه ور شدند. نتايج خوردگي با استفاده از تكنيك امپدانس الكتروشيميايي(EIS ) مورد بررسي قرار گرفت. بر اساس نتايج حاصل از تست هاي خوردگي، مي توان گفت افزودن نانوذره ي نيكل اكسيد به عنوان پركننده و اصلاح كننده پوشش، تاثير بسزايي در افزايش مقاومت ضد خوردگي پوشش دارد. در ميان درصد هاي وزني مختلف نيكل اكسيد افزوده شده به پوشش ها، پوشش نانوكامپوزيتي پلي اورتان حاوي 1.5درصد وزني از نانوذره ،به دليل پوشش دهي خوب و توزيع يكنواخت نيكل اكسيد در سطح پوشش، بهترين اثربخشي از نظر مقاومت در برابر خوردگي را داشته است. از اين رو، مي تواند به عنوان تركيب درصد بهينه گزينه ي مناسبي براي تقويت خواص ضد خوردگي جايگزين پوشش هاي پلي اورتاني خالص شود.

In the present research, plant oil-polyurethane was synthesized using the reaction of soybean oil-based polyol with isocyanate. Also, nickel oxide nanoparticles with the desired morphology were synthesized. Then nickel oxide nanoparticles were added to the polyurethane (PU) emulsion to strengthen the resistance of the PU coatings. Finally, polyurethane-nickel oxide nanocomposite coatings (in the combination of weight percentages of 0.5, 1, 1.5, and 2) were prepared and their behavior to improve anti-corrosion properties was investigated. FT-IR and H-NMR analyses were used to prove the formation of polyurethane coating, and the XRD technique was used to confirm the synthesis of nickel oxide nanoparticles. Nanoparticle morphology was studied using SEM test. The mechanical properties of the polyurethane coating were also determined by the tensile test. To investigate the anti-corrosion properties of PU-nickel oxide nanocomposite coatings, the samples were immersed in a solution of 3.5% of NaCl for 30 days. Corrosion results were investigated using the electrochemical impedance technique (EIS). The results showed that the addition of nickel oxide nanoparticles as a coating filler and modifier has a significant effect on increasing the anti-corrosion resistance of the coating. Among the different nanocomposite coatings, the PU nanocomposite coating containing 1.5% by weight of nanoparticles had the best effectiveness in terms of corrosion resistance due to the good coverage and uniform distribution of nickel oxide on the surface of the coating. Hence, it can be a good option as an optimal percentage composition to strengthen anti-corrosion properties and a suitable substitute for pure PU coatings.