INVESTIGATION OF THE ANTICORROSIVE PROPERTIES OF GRAPHENE-REINFORCED EPOXY COATING

Толық мәтін

Коррозия металлов ежегодно наносит ущерб экономике, а также инфраструктуре, что приводит к тому, что научное сообщество разрабатывает и совершенствует методы защиты металлов от этого деструктивного процесса. Особую актуальность эта проблема приобретает в отрасли, где металлоконструкции подвергаются длительному воздействию агрессивных факторов климата, таких как влажность и экстремальные температуры. Например, в морском судостроении повышение износостойкости и коррозионной стойкости является одной из главных задач, а именно
необходимостью эксплуатации судов в условиях северных широт, где к стандартным коррозионным процессам приводит воздействие низких температур.
На сегодняшний день одной из наиболее простых и доступных технологий создания металлических конструкций из металла является барьерное покрытие, которое изолирует поверхность металла от внешней среды. В широком диапазоне методов защиты органические покрытия достигаются благодаря своей гибкости, универсальности и, возможно, тонким свойствам их свойств в определенных условиях эксплуатации. Такие покрытия могут использоваться в различных понятиях, включая морскую, строительную, автомобильную и авиационную отрасли, что делает их универсальным методом для распространения.
Среди различных полимеров для органических покрытий эпоксидные смолы, разновидность термореактивных полимеров, выделяются своей технологичностью, исключительной механической прочностью и высокой адгезионной прочностью [1]. Однако эксплуатационные характеристики эпоксидных антикоррозионных покрытий всегда снижаются из-за присущих им недостатков, поскольку неполная сшивка между молекулами эпоксидной смолы и отвердителя в сочетании с низкой устойчивостью к распространению трещин всегда вызывают структурные дефекты, такие как поры, полости и трещины в матрице покрытия, образуя пути диффузии агрессивных сред к металлу, что создает серьезную проблему для эпоксидных покрытий, обеспечивающих долговременную защиту от коррозии. С этой целью добавление нанонаполнителей оказывается эффективным для улучшения антикоррозионных характеристик [2]. Таким образом, комбинирование традиционных эпоксидных материалов с нанотехнологиями открывает перспективы для создания более эффективных защитных систем. Это направление уже сейчас активно развивается, предлагая решения для самых сложных задач, связанных с защитой металлов от коррозии, и предполагает ещё больший прогресс в будущем, что позволит значительно снизить материальные и экологические потери от коррозии.
Описание получения графена
Углеродные наноматериалы, такие как фуллерены, углеродные нанотрубки и графен, благодаря своей уникальной атомарной стадии и физико-химическим свойствам, становятся все более популярными в качестве компонентов для модификации нанокомпозитов. Их основные преимущества включают большую площадь поверхности, механическую прочность, легкость, а также способность взаимодействовать с полимерными матрицами на молекулярном уровне. Одним из наиболее важных свойств этих наноматериалов является их способность улучшать свойства материалов даже при низком энергопотреблении (менее 1 мас. %), что позволяет сохранять легкую прочность конечного материала и минимизировать негативное влияние [3].
Графен, как один из представителей углеродных наноматериалов, выделяется среди других благодаря своей двумерной плоской стадии, которая придает ему уникальные свойства. Высокая механическая прочность, достигаемая показателей порядка 130 ГПа, большая площадь поверхности (до 2630 м²/г), отличная теплопроводность и электрическая проводимость делают графен универсальным нанонаполнителем для создания высокоэффективных композитов. Особенно важны его функции в открытой атмосфере, где графеновые свойства позволяют создавать физический барьер и обеспечивают извилистость путей диффузии агрессивных сред, таких как кислород, влага и ионы хлора. Эти свойства значительно повышают характеристики покрытий, что приводит к коррозионным процессам и снижению рисков.
В данном исследовании выбран экологически чистый метод получения графена путем отслаивания графита в водно-этанольном растворе поливинилового спирта (ПВС), где молекулы ПВС были адсорбированы на графене, чтобы действовать как стабилизаторы против агломерации за счет пространственного отталкивания. Процесс можно описать следующей реакцией:

Авторлар туралы

Alexander Ivanov

Saint-Petersburg State Marine Technical University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: iptranspb@gmail.com
Ресей, 190121, St. Petersburg, Lotsmanskaya st., 3

Vyacheslav Vaganov

Peter the Great St. Petersburg State Polytechnic University

Email: prvaganov_spb@mail.ru
195251, St. Petersburg, Politechnicheskaya str., 29

Timur Maygeldinov

Peter the Great St. Petersburg State Polytechnic University

Email: maygeldinov@gmail.com
195251, St. Petersburg, Politechnicheskaya str., 29

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар