Priprava antikorozijske prevleke z enkapsuliranim inhibitorjem

diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnje

Tadeja Rožman (Avtor), Regina Fuchs-Godec (Mentor), Urban Bren (Komentor)

Povzetek

Korozija je razdiralni napad na kovino, ki je posledica kemijske ali elektrokemijske reakcije, do katere pride, ko je kovina izpostavljena reaktivnemu okolju (vlaga, kisik, halogenidni ioni, kisline, baze). Pri tem se poslabšajo fizikalne lastnosti kovinskega materiala, zaradi česar ta izgubi svojo funkcionalnost. Za inhibicijo korozijskih procesov se pogosto uporabljajo prevleke, katerih osnovna naloga je ta, da zagotavljajo fizično pregrado med površino kovine in korozivnim okoljem, s čimer se onemogoči difuzija agresivnih ionskih zvrsti, vodnih molekul in molekul kisika do površine. Zaradi dolgotrajne izpostavljenosti korozivnemu mediju, spremenljivih okoljskih pogojev in mehanskih obremenitev se prevleke sčasoma obrabijo, kar pomeni,da jih je potrebno vzdrževati. To predstavlja visoko ekonomsko obremenitev, zato se pojavi potreba po zasnovi t.i. pametnih prevlek, pri katerih se v osnovno prevleko vstavi aktivna učinkovina, ki se ob poškodbi prevleke sprosti iz kapsule in obnovi fizično pregrado. V diplomskem delu smo na aluminijev vzorec nanesli epoksidno prevleko, v katero smo vstavili kationski surfaktant CTAB, enkapsuliran v silikatne nanokapsule. Kationski surfaktant se ob poškodbi prevleke odzove na lokalno spremembo pH, tako da nastopi sproščanje le-tega iz nanokapsul. Nato se CTAB s pomočjo adsorpcije veže na anodna in katodna mesta, s čimer se obnovi fizična pregrada med korozivnim okoljem in kovinsko površino. Korozijsko odpornost prevlek smo preverili v dveh korozivnih medijih: 3,5 % raztopini NaCl in 0,1 M raztopini HCl in sicer s pomočjo elektrokemijskih meritev. Korozijske parametre smo pridobili s pomočjo Tafelove ekstrapolacijske metode in metode linearne polarizacijske upornosti. Površinsko analizo pripravljenih prevlek smo izvedli s pomočjo ATR-FTIR spektroskopije, meritve kontaktnega kota in elektronske vrstične mikroskopije. Meritve so pokazale, da smo z vključitvijo enkapsuliranega inhibitorja v prevleke dosegli inhibicijsko učinkovitost nad 98 %.

Ključne besede

korozija aluminija;kloridni ioni;potenciodinamska metoda;pametne prevleke;inkapsulirani inhibitorji;protikorozijska zaščita;Tafel metoda;diplomske naloge;

Podatki

Jezik:	Slovenski jezik
Leto izida:	2024
Tipologija:	2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:	UM FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik:	[T. Rožman]
UDK:	620.197.3:669.71(043.2)
COBISS:	202944003
Št. ogledov:	225
Št. prenosov:	54
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Angleški jezik
Sekundarni naslov:	Preparation of an anti-corrosion coating with an encapsulated inhibitor
Sekundarni povzetek:	Corrosion is a destructive attack on the metal by chemical or electrochemical reaction with the reactive environment (humidity, oxygen, halide ions, acids, bases). This leads to deterioration of physical properties of the metal material, causing it to lose its desired functionality. Coatings are widely used means for corrosion inhibition and their primary function is to provide a physical barrier between the metal surface and the corrosion environment. In this way, the diffusion of aggressive ion species, water and oxygen molecules to metal surface is prevented. Long exposure time to corrosive medium, changing environmental conditions and mechanical factors lead to coating malfunction, therefore coatings need to be maintained. This presents a high economic burden, leading to a need for the development of smart materials, which possess the ability to autonomously repair themselves upon damage. The design of smart materials incorporates an active ingredient into the base coating, that is released from the capsule when the coating is damaged, restoring the physical barrier. In the thesis, an epoxy coating containing the cationic surfactant CTAB, encapsulated in silica nanocapsules, was applied to an aluminium sample. The cationic surfactant responds to a local pH change upon damage to the coating, resulting in its release from the nanocapsules. CTAB then binds to the anode and cathode sites by adsorption, thereby restoring the physical barrier between the corrosive environment and the metal surface. The corrosion resistance of the coatings was tested in two corrosive media: 3,5 % NaCl solution and 0,1 M HCl solution by electrochemical measurements. The corrosion parameters were obtained using the Tafel extrapolation method and the linear polarisation resistance method. Surface analysis of the prepared coatings was carried out by ATR-FTIR spectroscopy, contact angle measurement and SEM microscopy. The measurements showed that an inhibition efficiency of over 98 % was achieved by incorporating the encapsulated inhibitor into the coatings.
Sekundarne ključne besede:	aluminum corrosion;chloride solution;potentiodynamic polarisation test;smart coatings;encapsulated inhibitor;corrosion protection;Tafel method;
Vrsta dela (COBISS):	Diplomsko delo/naloga
Komentar na gradivo:	Univ. v Mariboru, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo
Strani:	1 spletni vir (1 datoteka PDF (X, 44 f))
ID:	23340354