بررسي خصوصيات ساختاري و رفتار خوردگي پوشش هاي نانو كامپوزيتي آكريليك/سيليكا

Structural characterization and corrosion performance of acrylic/silica nanocomposite coatings

پوشش هاي آكريليكي بر پايه پارالوييد B72 از طريق افزودن نانو ذرات سيليكا اصلاح شدند تا اينكه پوشش هايي شفاف و پايدار (از نظر تغيير رنگ) و در عين حال مقاوم به خوردگي الكتروشيميايي حاصل شوند. ورق هاي فولاد CK60 به عنوان زيرلايه استفاده شدند. مورفولوژي و سطح مقطع پوشش ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شدند. توزيع اندازه ذرات در پوشش آكريليكي با استفاده از تكنيك ميكروسكوپي الكتروني عبوري (TEM) مورد مطالعه قرار گرفت. ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) نيز براي بررسي توپوگرافي و زبري سطح پوشش ها استفاده شد. اثر افزودن نانو ذرات سيليكا بر روي رفتار خوردگي پوشش هاي آكريليكي توسط آزمون هاي پلاريزاسيون پتانسيودايناميك، طيف نگاري امپدانس الكتروشيمايي (EIS) و پاشش نمك در محلول آبي شامل 5/3 درصد وزني كلريد سديم و در دماي محيط مورد ارزيابي قرار گرفت. مطالعات ريزساختاري نشان دادند كه نانو ذرات SiO2 به صورت يكواخت در زمينه پليمري پخش شده اند. نتايج حاصل از آزمون هاي خوردگي نشان دادند كه حضور نانو ذرات در پوشش تاثير بسزايي در حفاظت از خوردگي زمينه دارد و همگي مصدق اين امر هستند كه رزين آكريليكي اصلاح شده با نانو ذرات سيليكا در مقايسه با پوشش خالص مقاومت به خوردگي بهتري را از خود نشان مي دهد. اين امر را اساساً مي توان به افزايش چگالي پوشش و كاهش مسيرهاي نفوذ عوامل خورنده به داخل پوشش در اثر حضور نانو ذرات سيليكا نسبت داد.

Acrylic coatings based on Paraloid B72 were modified by adding silica nanoparticles to obtain transparent, non-yellowing and chemically stable coatings, having also good corrosion resistance. CK60 steel sheets were used as substrates. Morphologies and cross-sections of the films were investigated using scanning electron microscope (SEM). The distribution of the silica nanoparticles in the acrylic resin was studied by transmission electron microscopy technique. Atomic force microscopy (AFM) was also used to evaluate the topography and surface roughness of the coatings. The effects of the incorporation of the silica nanoparticles on the corrosion behavior of the acrylic coatings were elucidated using potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and salt spray tests in 3.5 wt.% NaCl solution at room temperature. Micro-structural studies indicate that silica nanoparticles were homogeneously dispersed thorough the polymeric matrix. The results of the electrochemical measurements showed that the corrosion protection performance of the acrylic coating was strongly affected in the presence of the silica nanoparticles, and indicate that the nanocomposite coating modified with SiO2 nanoparticles has better corrosion resistance in comparison with its net counterpart. This fact can be mainly attributed to the increased density of the coating and also to the decreased diffusion paths of the aggressive ions from the electrolyte into the coating.