خواص ضد خوردگی پوشش های آلی (2)
جهت دانلود این پایان نامه اینجا کلیک نمایید
1-1 تخریب پوشش آلی
انواع تخریب ها در پوشش های آلی را می توان در دو گروه دسته بندی نمود. گروه اول تخریب های مربوط به ویژگی های زیبایی شناسی پوشش مانند زرد شدن، گچی شدن، تغییر رنگ، کاهش شفافیت و... که عمدتا در اثر تجزیه ی رزین پوشش توسط تابش ماوراء بنفش خورشید به آن صورت می پذیرد؛ و دسته ی دوم مربوط به عیوبی است که باعث گسیختگی در پوشش و یا کاهش چسبندگی می شود. پارامترهای بسیاری بر تخریب پوشش های آلی اثرگذار است که در بین آنها مکانیزم هایی که باعث کاهش چسبندگی بین پوشش و زیرلایه ی فلزی می شود از اهمیت بسیاری برخوردار است چرا که لازمه ی خوردگی زیرلایه رسیدن الکترولیت به سطح آن و ایجاد تماس با زیرلایه می باشد و این بدست نمی آید مگر آنکه پوشش از سطح جدا شود. برخی از این مکانیزم ها در زیر آمده است[10]:
1. 1-5-1 چسبندگی ضعیف مرطوب[1]
حضور آب در محیط سرویس دهی پوشش آلی می تواند باعث کاهش چسبندگی ناشی از رطوبت بین پوشش آلی و سطح فلز گردد. وقتی پوشش آلی در معرض رطوبت قرار می گیرد، عاقبت مولکول های آب در پوشش رخنه می کنند و این مولکول ها می توانند با قرار گیری در فصل مشترک بین زیرلایه و پوشش آلی و به دلیل قابلیت تشکیل پیوندهای هیدروژنی باعث کاهش نیروهای جاذبه بین پوشش و اکسیدهای فلزی می شوند. کمتر پیوند پلیمر-فلزی است که بتواند در دراز مدت در برابر هیدرولیز مقاومت نمایند. هر چند این تخریب غیر قابل رویت است اما با استفاده از تکنیک های FTIR-MIR می توان اطلاعاتی پیرامون ضخامت لایه ی آب موجود در فصل مشترک بین پوشش فلز کسب نمود. وقوع چسبندگی ضعیف مرطوب بدان دلیل است که محدوده ی جاذبه ی پیوند نوع دوم موجود بین پلیمر و فلز اغلب کمتر از 25kJ/mol است در حالی که انرژی جاذبه ی فلز- آب در حدود 40-65kJ/mol می باشد[10].
2. 1-5-2 خوردگی رشته ای[2]
یکی از مهمترین انواع تخریب پوشش آلی در محیط های نمناک خوردگی رشته ای است. اگرچه خوردگی رشته ای معمولا در قسمت های آلومنیومی دارای پوشش آلی دیده می شود، لیکن این تخریب در منیزیوم و فولاد نورد سرد شده نیز قابل مشاهده است. خوردگی رشته ای معمولا به صورت نخ شکل در زیر پوشش شروع به پیشروی می کنند و دارای سری خورنده و دمی غیر فعال است که توسط محصولات متخلخل خوردگی پر می شود. اکسیژن در سر خورنده مصرف شده و این موجب اختلاف دمش اکسیژن در قسمت سر و دم رشته می گردد. تنها روش جلوگیری از خوردگی رشته ای دهیدراته نمودن سر رشته با کاهش رطوبت تا حدود 60% می باشد. استفاده از پوشش های چند لایه و همچنین بازدارنده ها می توانند تا حدودی از خوردگی رشته ای جلوگیری نمایند اما بدلیل آنکه رطوبت محیط قابل کنترل نیست خوردگی رشته ای را نمی توان به طور کامل متوقف نمود[10].
1-5-3 تخریب پوشش آلی غوطه ور
دو مورد از شکل های مختلف نقصان قابل رویت در سیستم های پوشش آلی غوطه ور تاول زدگی[3] و تورق[4] می باشد (شکل 1‑5)
شکل 1‑5: شماتیک تاول زدن و تورق[10]
تفاوت بین تاول زدگی کاتدی و تورق کاتدی به اتفاقاتی بر می گردد که پس از آنکه یون های هیدروکسیل با سطح فلز تماس پیدا می کنند، اتفاق می افتد. تاول زدگی نتیجه ی یک فشار اسمتیک[5] است که به دلیل انحلال پذیری بالای محصولات واکنش کاتدی در آب پیشروی می کند. اما تورق در نتیجه ی شکستن پیوندها در فصل مشترک پوشش - فلز به دلیل قلیایی بودن محصولات واکنش کاتدی است[10].
1-6 رنگدانه های اکسید آهن
امروزه یکی از مهمترین مسائل در زمینه ی تولید و استفاده از رنگدانه های ضد خوردگی، آسیب های زیست محیطی این مواد به دلیل حل شدن آن ها در آب و ورود آنها به آب های زیر زمینی است. به عنوان مثال در سال های اخیر سمیت و سرطان زا بودن رنگدانه های کروماتی باعث گسترش پوشش های بدون کروم گردیده است. یکی از مهمترین جایگزین های پوشش های حاوی کروم، پوشش های حاوی رنگدانه روی فسفات است، که این نیز به دلیل آسیب های زیست محیطی روی در حال جایگزینی با پوشش هایی جدیدتر و با آلودگی های کمتر است. رنگدانه های حاوی اکسید آهن به دلیل غیر سمی بودن و همچنین قیمت ارزان و در دسترس بودن، امروزه به شکل گسترده ای مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است[11].
مگنتیت، هماتیت، مگهمیت[6] و گوئتیت[7] از مهمترین رنگدانه هایی است که از دیرباز در پوشش های آلی مورد استفاده قرار گرفته و به ترتیب رنگ های مشکی، قرمز، قهوه ای و زرد را بوجود می آورند. مگنتیت (Fe3O4) از خرد و نرم کردن سنگ معدن مگنتیت بدست می آید و بر اساس خاصیت مغناطیسی طبقه بندی می شود. این رنگدانه بیشتر در ساخت رنگ های فلزی بسیار ارزانقیمت و یا رنگ های عایق گرما و حرارت بکار می رود و از آنجایی که بسهولت با آب مرطوب می شود در ساخت رنگ های پلاستیک مشکی بکار رفته تا دمای 150C در مقابل حرارت پایدار است[1].
رنگدانه هماتیت(Fe2O3) نیز از سنگ معدن هماتیت بدست می آید. سنگ معدن هماتیت قرمز رنگ بوده و بهترین نوع آن در جهان از لحاظ خواص رنگی در جزیره ی هرمز ایران وجود دارد. از خصوصیات این رنگدانه، دارا بودن قدرت پوشانندگی عالی، رنگدهی خیلی خوب، ثبات رنگی خوب و مقاومت اسیدی و بازی مناسب و قیمت ارزان آن را می توان نام برد. این رنگدانه نیز در رنگ های آستری اتوموبیل، اسکلت های فولادی، کشتی ها و ماشین های بارگیری و... مورد استفاده قرار می گیرد[1].
حدود 63% رنگدانه های اکسید آهن مصرفی در جهان از نوع سنتزی و مابقی از منابع طبیعی استخراج می شود[12].
نانو اکسیدهای آهن امروزه کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف پیدا کرده اند که می توان به دستگاه های ضبط مغناطیسی مانند نوارهای ویدئویی و صوتی و دیسک های ضبط دیجیتالی با دانسیته ی بالا، سیالات مغناطیسی، حافظه اطلاعات، کاربردهای پزشکی شامل بسامد رادیویی فزون گرمایی ، فوتومغناطیس ها، عکس برداری مغناطیسی رزونانسی (MRI)، سیستم های رساندن دارو (DDS)، تشخیص های پزشکی و مداوای سرطان و وسایل میکروویو، وسایل نوری-مغناطیسی، سنسورها، کاتالیست ها ، دریافت کننده های مغناطیسی، حذف فلزات سنگین از محلول های آبی و... اشاره نمود[12]. این نانو اکسیدها همچنین به دلیل دارا بودن ویژگی هایی چون ایجاد رنگ همراه با شفافیت، جذب UV ومحافظت از پوشش در مقابل خوردگی و پرتو فرابنفش خورشید و دارا بودن خواص به خصوصی که باعث می شود جزو رنگدانه همراه با جلوه های ویژه[8] شناخته شود، در پوشش اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرند[13].
