Наноструктурированные частицы алмаза в разработке защитных антикоррозионных эпоксидных покрытий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе наноструктурированные частицы алмаза были рассмотрены в качестве наполнителей для эпоксидных покрытий. Наноалмазы и алмазная шихта, полученные в результате детонационного синтеза из смеси тротила и гексогена, были охарактеризованы методами ИК спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и термического анализа. Показано, что наноалмазы характеризуются термической устойчивостью до 450°C и повышают термическую устойчивость эпоксидного покрытия. Изучено влияние наноалмазов и алмазной шихты в зависимости от их количества и условий синтеза на физико-механические свойства (твердость, краевой угол смачивания, адгезия, прочность при ударе и изгибе) эпоксидных покрытий. Представлены результаты исследования антикоррозионной устойчивости эпоксидных покрытий с 10 мас. % наноалмазов в сравнении с покрытием на основе полиметилфенилсилоксановой смолы с использованием методов потенциодинамической поляризации, линейного поляризационного сопротивления и импедансометрии, дополненных натурными испытаниями в условиях влажного тропического климата.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. А. Кондратенко

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

Н. К. Голубева

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034; ул. Политехническая, д. 29, Санкт-Петербург, 195251

А. Г. Иванова

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

В. Ю. Долматов

ФГУП “Специальное конструкторско-технологическое бюро “Технолог”

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, Советский пр., д. 33а, Санкт-Петербург 192076

В. Л. Уголков

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

О. А. Загребельный

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

В. А. Алексеев

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

Chi Văn Nguyễn

Coastal Branch – Vietnam Russian Tropical Center

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Вьетнам, Nha Trang, Khanh Hoa

Т. А. Кочина

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

Список литературы

  1. Sehrish H., Amani H., Ramazan K. et al. // Mater. Des. 2021. V. 207. Article № 109839.
  2. Hosseinpour A., Abadchi M.R., Mirzaee M. et al. // Surf. In. 2021. V. 23. Article № 100994.
  3. Pourhashem S., Saba F., Duan J. et al. // J. Ind. Eng. Chem. 2020. V. 88. P. 29.
  4. Dave P.N., Chopda L.V., Sahu L. Applications of Nanomaterials in Corrosion Protection Inhibitors and Coatings. In: Functionalized Nanomaterials for Corrosion Mitigation: Synthesis, Characterization, and Applications // ACS Symposium Series 2022. V. 1418. P. 189.
  5. Кочина Т.А., Кондратенко Ю.А., Шилова О.А. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2022. Т. 58. № 1. С. 86–112.
  6. Ubaid F., Radwan A.B., Naeem N. et al. // Surf. Coat. Technol. 2019. V. 372. P.121.
  7. Scalarone D., Lazzari M., Chiantore O. // Polym. Degrad. Stab. 2012. V. 97. № 11. P.2136.
  8. Feng Y., Cheng Y.F. // Chem. Eng. J. 2017. V. 315. P. 537.
  9. Lin B., Zhou Sh. // Prog. Org. Coat. 2017. V. 106. P. 145.
  10. Habib S., Fayyad E., Nawaz M. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 791.
  11. Nawaz M., Shakoor R.A., Kahraman R. et al. // Mater. Des. 2020. V. 198. № 109361.
  12. Behzadnasab M., Mirabedini S.M., Kabiri K. et al. // Corros. Sci. 2011. V. 53. P. 89.
  13. Lv X., Li X., Li N. et al. // Surf. Coatings Technol. 2019. V. 358. P. 443.
  14. Dhoke S.K., Khanna A.S., Sinha T.J.M et al. // Prog. Org. Coat. 2009. V. 64. P. 371.
  15. Aung M., Li W. J., Lim H. N. // Ind. Eng. Chem. Res. 2020. V.59. P. 1753.
  16. Khan A., Hassanein A., Habib S. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces.2020. V. 12. P. 37571.
  17. Shchukina E., Grigoriev D., Sviridova T. et al. // Prog. Org. Coat. 2017. V. 108. P. 84.
  18. Vahedi F., Shahverdi H.R., Shokrieh M.M. et al. // Neq. Carbon Materials. 2014. V. 29. № 6. P. 419.
  19. Ma Ch., Liu H., Du X. et al. // Compos. Sci. Technol. 2015. V. 114. P. 126.
  20. Hang T.T.X., Truc T.A., Duong N.T. et al. // Prog. Org. Coat. 2012. V. 74. № 2. P. 343.
  21. Li D., Wang F., Yu X. et al. // Prog. Org. Coat. 2011. V. 71. P. 302.
  22. Meng L., Soucek M.D. // Prog. Org. Coat. 2019. V. 130. P. 168.
  23. Куркин Т.С., Тикунова Е.П., Яблокова М.Ю. и др. // Докл. РАН. 2014. Т. 457. № 1. С. 53.
  24. Kirkland N.T., Schiller T., Medhekar N. et al. // Corros. Sci. 2012. V. 56. P. 1.
  25. Chang K., Hsu M., LuH. et al. // Carbon. 2014. V. 66. P. 144.
  26. Ramezanzadeh B., Ghasemi E., Mahdavian M. et al. // Carbon. 2015. V. 93. P. 555.
  27. Долматов В.Ю. // Успехи химии. 2007. Т. 76. №4. С. 375. [Dolmatov V. Yu. // Russ. Chem. Rev. 2007. V. 76. № 4. P. 339]
  28. Долматов В.Ю. // Успехи химии. 2001. Т. 70. № 7. С. 706. [Dolmatov V. Yu. // Russ. Chem. Rev. 2001. V. 70. № 7. P. 607.]
  29. Voznyakovskii A.P., Dolmatov V.Y., Shumilov F.A. // J. Superhard Mater. 2014. V. 36. P. 165.
  30. Долматов В. Ю., Сущев В.Г., Марчуков В.А. и др. Пат. № 2109683 // Бюл. изобр. 1996. С. 5
  31. Dolmatov V.Yu., Ozerin A.N., Kulakova I. I. et al. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. № 12. P. 1428. [Долматов В. Ю., Озерин А. Н., Кулакова И. И. и др. // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 12. С. 1428.]
  32. Shakun A., Vuorinen J., Hoikkanen M. et al. // Composites Part A. 2014. V. 64. P. 49.
  33. Haleem Y.A., Liu D.B., Chen W.X. et al. // Composites Part B. 2015. V. 78. P. 480.
  34. Хамова Т.В., Шилова О.А., Власов Д.Ю. и др. // Неорган. материалы. 2012. Т. 48. № 7. С. 803. [Khamova T.V., Shilova O.A., Vlasov D.Y. et al. // Inorg. Mater. 2012. V. 48. № 7. P. 702.]
  35. Кондратенко Ю.А., Голубева Н.К., Иванова А.Г. и др. // ЖПХ. 2021. Т. 94. № 10–11. С. 1309–1319.
  36. Голубева Н.К., Кондратенко Ю.А., Иванова А.Г. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. Т. 59. № 2. С. 211–220.
  37. Tait W.S. // Chapter 5 – Electrochemical Corrosion Basics. In: Handbook of Environmental Degradation of Materials. 2018. P. 97–115.
  38. Mattsson E. // Basic Corrosion Technology for Scientists and Engineers. Ellis Horwood, 1989. 193 p.
  39. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии / Под ред. Семеновой И.В. М.: Физматлит, 2002. 336 с.
  40. Petit T., Puskar L. // Diamond Relat. Mater. 2018. V. 89. P. 52.
  41. Laporta M., Pegoraro M., Zanderighi L. // Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. V. 1. P. 4619.
  42. Xu N. S., Chen J, Deng S. Z. // Diamond Relat. Mater. 2002. V. 11. P. 249.
  43. Chen J., Deng S.Z., Chen J. et al. // Appl. Phys. Lett. 1999. V. 74. № 24. P. 3651.
  44. Liu S., Gu L., Zhao H., et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2016. V. 32. P. 425.
  45. Suleiman R., Khalil A., Khaled M., et al. Hybrid organosilicone materials as efficient anticorrosive coatings in marine environment. In: Marine Coatings and Membranes / Central West Publishing, Australia, 2019, P. 81–114.
  46. Bahremand F., Shahrabi T., Ramezanzadeh B. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 403. № 123722.
  47. Deyab M.A., El Bali B., Mohsen Q. et al. // Sci. Rep. 2021. V. 11. № 8182.
  48. Chhetri S., Samanta P., Murmu N.C. et al. // J. Compos. Sci. 2019. V. 3. № 11.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ИК-спектры НА-I и НА-II.

Скачать (116KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Электронные микрофотографии (а) АШ-I; (б) АШ-II; (в) НА-I; (г) НА-II.

Скачать (321KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кривые ТГ и ДСК: (а) НА-I и АШ-I; (б) покрытия состава 8 и эпоксидной матрицы (ЭП).

Скачать (194KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микрофотографии образцов после термического анализа при 24×кратном увеличении: (а) НА-I (950°С); (б) АШ-I (820°С); (в) покрытия состава 8 (1000°С).

Скачать (117KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Внешний вид образцов покрытий составов 6 (обозначение Г-1) и 12 (обозначение Д-1) после 2 месяцев экспозиции на открытом испытательном стенде (Ханой, СР Вьетнам).

Скачать (202KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Потенциодинамические поляризационные кривые стальных пластин с покрытием состава 6 (а) и 14 (б) после экспозиции в 3%-ном растворе NaCl.

Скачать (165KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Потенциодинамические поляризационные кривые, построенные в полулогарифмических координатах, пластин с покрытиями составов 6 и 14 и пластины без покрытия после экспозиции в 3%-ном растворе NaCl.

Скачать (84KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Эквивалентная электрическая схема: Rs – сопротивление электролита; Rc – сопротивление слоя, образуемого покрытием; Rct – сопротивление переноса заряда в окислительно-восстановительных реакциях на границе металл-электролит; CPEc – емкость покрытия и CPEdl – емкость двойного слоя на границе металл–электролит.

Скачать (31KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Импеданс покрытия состава 14 после 29 суток экспозиции в 3%-ном растворе NaCl. Сплошная линия – экспериментальный импеданс, пунктирная линия – аппроксимация импеданса в программе ZView.

Скачать (61KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024