УСТОЙЧИВОСТЬ К СТАТИЧЕСКОМУ ДЕЙСТВИЮ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ЦИНКНАПОЛНЕННЫХ ЭПОКСИАМИННЫХ ПОКРЫТИЙ С ДОБАВЛЕНИЕМ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

Важным этапом в сфере противокоррозионной защиты являются устойчивость к статическому действию раствора электролита. В эпоксиаминные эмали были введены различные составы, содержащие углеродные нанотрубки, после чего данные составы были нанесены на металлические пластины и подвергнуты испытаниям. Перед проведением исследований были изучены различные материалы, в том числе

В работе [6] рассматривается микроструктура и характеристики проводящих антикоррозионных покрытий, заполненных углеродными нанотрубками. Чтобы подготовить проводящее антикоррозионное покрытие, заполненное углеродными нанотрубками,  применили процесс шарового помола для диспергирования наполнителей в эпоксидной смоле и органической силиконовой смоле, соответственно, для получения проводящей антикоррозионной краски. После распыления и отверждения краски исследовали морфологию покрытий и влияние массовой доли углеродных нанотрубок на проводимость, адгезию и антикоррозионные свойства покрытий. Результаты показывают, что углеродные нанотрубки гомогенно распределяются в органической силиконовой смоле, но агломерируются в эпоксидной смоле. Пороги перколяции двух типов покрытий ниже 1%, проводимость покрытий органического кремния и эпоксидной смолы соответственно достигает 1,3 S / cm и 1,7 × 10-2 S / cm,  когда массовая доля углеродных нанотрубок составляет 8%. Небольшое количество углеродных нанотрубок может помочь улучшить сцепление органических кремниевых покрытий, но адгезионные и антикоррозионные свойства начинают деградацию, когда массовая доля углеродных нанотрубок достигает 6%, это явление более очевидно в эпоксидных покрытиях. По сравнению с эпоксидной смолой, органическая силиконовая смола более подходит в качестве пленкообразователя в процессе производства проводящих антикоррозионных покрытий, а покрытие из органического кремния имеет оптимальные комплексные характеристики, когда массовая доля углеродных нанотрубок составляет 5%.

Для оценки барьерных свойств покрытий, а также их способности сопротивляться коррозии проводился мониторинг электрической емкости и коррозионного потенциала в электрохимической ячейке «окрашенный металл-электролит». Затем строилась кинетическая зависимость этих показателей, которая приведена на рис. 1.1

Рисунок 1.1. Кинетическая зависимость электрической емкости эпоксиаминного цинкнаполненного (40%) покрытия с различным содержанием нанотрубок

 Ход кривых на рисунке свидетельствует о том, что первые 72 часов испытаний изменение емкости характеризуются вкладом только электрической ее составляющей, то есть диффузией электролита в объем покрытия и набуханием последнего. Затем по мере проникновения все большего количества электролита вглубь покрытия и появления местных дефектов заметен вклад электрохимической емкости, судить об этом можно исходя из изменения угла наклона кривых.

Все покрытия сохранили свои барьерные свойства на продолжении всего испытания, покрытие с 0,1% ОУН имело в среднем значение электрохимической емкости после набухания 6500 пФ/см², покрытие с 0,05% ОУН 5300 пФ/см², а покрытие с 0,02% ОУН 4800 пФ/см². Рост электрической емкости говорит об увеличении проводимости покрытия, что должно способствовать обеспечению катодного механизма защиты стали от коррозии.

Рисунок 1.2. Кинетическая зависимость электрической емкости эпоксиаминного цинкнаполненного (60%) покрытия с различным содержанием нанотрубок

Ход кривых на рисунке свидетельствует о том, что также в первые 72 часа испытаний изменение емкости характеризуются вкладом только электрической ее составляющей, то есть диффузией электролита в объем покрытия и набуханием последнего. Затем по мере проникновения все большего количества электролита вглубь покрытия и появления местных дефектов заметен вклад электрохимической емкости, судить об этом можно исходя из изменения угла наклона кривых.

Все покрытия сохранили свои барьерные свойства на продолжении всего испытания, но в отличие от покрытий с 40% МСП емкость покрытий с 60% МСП гораздо больше, а именно покрытие с 0,1% ОУН имело в результате значение электрохимической емкости 9200 пФ/см², покрытие с 0,05% ОУН 12100 пФ/см², а покрытие с 0,02% ОУН 7900 пФ/см². После набухания к 580 часам эксперимента и вовсе показатель емкости вышел на плато для всех покрытий. Рост электрической емкости говорит об увеличении проводимости покрытия, что должно способствовать обеспечению катодного механизма защиты стали от коррозии.

Список литературы:

1. Варламова Т. В., Лясова А. Е. Изучение закономерностей формирования углеродных нанотрубок и катализаторов для их получения // Успехи в химии и хим. технол.. 2014. 28, N 10, с. 42-45.
2. А.О. Плющ, А.А. Сокол, К.Н. Лапко , П.П. Кужир, Ю.В. Федосеева, А.И. Романенко, О.Б. Аникеева, Л.Г. Булушева, А.В. Окотруб Электромагнитные свойства фосфатных композиционных материалов с борсодержащими углеродными нанотрубками // Физика твердого тела, 2014, том 56, вып. 12, с. 2446-2451 3.
3. Hanson G. Fundamental transmitting properties of carbon nanotube antennas // IEEE Trans. Antennas Propag. 2005. Vol. 53. P.3426.
4. Burke P.J., Shengdong L i., Zhen Yu. Quantitative theory of nanowire and nanotube antenna performance // IEEE Trans. Nanotechnol. 2006. Vol. 5. P. 314.
5. Qin F., Brosseau C . A review and analysis of microwave absorption in polymer composites filled with carbonaceous particles // J. Appl. Phys. 2012. Vol. 111. P. 061301.
6. Демичева О.В., Карапузова Н.А., Томишко А.Г., Палкин Е.А. Применение многослойных углеродных нанотрубок в промышленных композиционных материалах. //Тезисы VI-ой Научнопрактической конференции «Нанотехнологии-производству – 2009» - Фрязино, 2009г. - С.45.