نوعين من الأسطح والصلب المغلفة البوليستر والبوليستر المغلفة بطبقة من جزيئات النانو السيليكا، وتمت دراسة. تعرضت كل السطوح لأشعة الشمس، والتي وجدت لتسبب تغيرات كبيرة في الكيمياء والنانو تضاريس السطح.
مقالة منهجية
نوعين من الأسطح والصلب المغلفة البوليستر والبوليستر المغلفة بطبقة من جزيئات النانو السيليكا، وتمت دراسة. تعرضت كل السطوح لأشعة الشمس، والتي وجدت لتسبب تغيرات كبيرة في الكيمياء والنانو تضاريس السطح.
تآكل الأسطح المعدنية هو السائد في البيئة ويشكل مصدر قلق كبير في العديد من المجالات، بما في ذلك الجيش، والنقل، والطيران، والبناء والصناعات الغذائية، وغيرها. وقد استخدمت على نطاق واسع البوليستر والطلاء تحتوي على كل من البوليستر والجسيمات النانوية السيليكا (شافي 2 NPS) لحماية الطبقات التحتية الصلب من الصدأ. في هذه الدراسة، ونحن تستخدم الأشعة السينية الضوئية الطيفي، الموهن الانعكاس الكلي الأشعة تحت الحمراء الطيفي الجزئي، والقياسات زاوية الاتصال المياه، والتنميط البصرية ومجهر القوة الذرية لتوفير نظرة ثاقبة كيف التعرض لأشعة الشمس يمكن أن يسبب تغيرات في الجزئي وسلامة النانوية من الطلاء. تم الكشف عن أي تغيير كبير في السطح الصغيرة الطبوغرافيا باستخدام profilometry البصرية، ومع ذلك، تم الكشف عن التغييرات النانو ذات دلالة إحصائية على السطح باستخدام مجهر القوة الذرية. تحليل الضوئية الطيفي للأشعة السينية والموهن التفكير الكلي الصغرى الأشعة تحت الحمراءكشفت بيانات التحليل الطيفي أن تدهور المجموعات استر وقعت خلال التعرض للأشعة فوق البنفسجية لتشكيل سجع ·، -H 2 C ·، -O ·، -co · المتطرفين. خلال عملية التحلل، وأنتجت أيضا أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون 2.
التآكل البيئي للمعادن في البيئة سائد ومكلف1-3. أفادت دراسة حديثة أجرتها الجمعية الأسترالية للتآكل (ACA) أن تآكل المعادن أدى إلى تكلفة سنوية قدرها 982 مليون دولار ، والتي كانت مرتبطة ارتباطا مباشرا بتدهور الأصول والهياكل الأساسية من خلال التآكل المعدني داخل صناعةالمياه 4. من منظور دولي ، قدرت منظمة التآكل العالمية أن التآكل المعدني كان مسؤولا عن تكلفة مباشرة قدرها 3.3 تريليون دولار ، أي أكثر من 3٪ من الناتج المحلي الإجمالي العالمي5. تم استخدام عملية الجلفنة كطريقة وقائية من التآكل على نطاق واسع لزيادة عمر المواد الفولاذية6. ومع ذلك ، في المناخات الرطبة وشبه الاستوائية ، يميل الماء إلى التكثيف في جيوب صغيرة أو أخاديد داخل سطح الفولاذ المجلفن ، مما يؤدي إلى تسريع معدلات التآكل من خلال تآكل الحفرة7،8. تم تطوير طلاءات البوليمر بالحرارة القائمة على البوليستر لطلاء الطبقات السفلية الفولاذية المجلفنة مما يزيد من قدرتها على تحمل ظروف التجوية الرطبة لعناصر مثل أطباق الأقمار الصناعية أو أثاث الحدائق أو وحدات تكييف الهواء أو معدات البناء الزراعية9-11. لسوء الحظ ، وجد أن طلاءات البوليمر على الأسطح الفولاذية تتأثر سلبا بشكل كبير بوجود مستويات عالية من الأشعة فوق البنفسجية (UV)12-14. تم استخدام الطلاءات المكونة من جزيئات السيليكا النانوية (SiO2) المنتشرة على طبقة بوليمر على نطاق واسع بهدف زيادة مقاومتها للتآكل والتآكل والتمزق والتدهور15،16. يمكن تقليل ميل الطلاءات البوليمرية الواقية لتكوين المسام والشقوق عن طريق دمج الجسيمات النانوية (NPs) ، والتي تساهم في العرقلة السلبية لبدء التآكل17،18. أيضا ، يمكن تحسين الاستقرار الميكانيكي للطبقة البوليمرية الواقية من خلال إدراج NPs. ومع ذلك ، فإن هذه الطلاءات تعمل كحواجز فيزيائية سلبية ، وبالمقارنة مع نهج الجلفنة ، لا يمكنها منع انتشار التآكل بنشاط.
لم يتم الحصول على فهم متعمق لتأثير التعرض للأشعة فوق البنفسجية في ظل الظروف الرطبة على هذه الطلاءات المعدنية. في هذه الورقة ، سيتم استخدام مجموعة واسعة من التقنيات التحليلية السطحية ، بما في ذلك التحليل الطيفي للإلكترون الضوئي للأشعة السينية (XPS) ، والتحليل الطيفي الدقيق للأشعة تحت الحمراء الانعكاس الكلي الموهن (ATR IR) ، وقياس زاوية التلامس ، والتنميط البصري ، ومجهر القوة الذرية (AFM) لفحص التغيرات في سطح الطلاءات الفولاذية المحضرة من البوليستر المطلي بجسيمات البوليستر النانوية (جزيئات السيليكا النانوية / البوليستر) بعد التعرض لأشعة الشمس. علاوة على ذلك ، فإن الهدف من هذا العمل هو إعطاء نظرة عامة موجزة وعملية لتقنيات التوصيف الشاملة لفحص العينات التي تعرضت للعوامل الجوية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. عينات الصلب

الشكل 1. إعداد الأقراص المعدنية مع طلاء القائم على البوليستر. تم تخزين العينات في حاويات حتى المطلوبة.ام / ملفات / ftp_upload / 54309 / 54309fig1large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
2. الكيميائية وفيزيائية توصيف السطوح
3. التصور من طبوغرافية السطح
4. التحليل الإحصائي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم جمع عينات الصلب المطلي التي تعرضت إلى التعرض لأشعة الشمس لمدة واحد أو خمس سنوات، وأجريت قياسات زاوية الاتصال المياه لتحديد ما إذا كان التعرض أسفرت عن تغيير في للا مائية سطح سطح (الشكل 2 ).

الشكل 2. بلل الاختلاف من الأسطح مع البوليستر أو جسيمات متناهية الصغر السيليكا / الطلاء البوليستر (ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد استخدمت الطلاء البوليستر على نطاق واسع لحماية الطبقات التحتية الصلب من التآكل التي يمكن أن تحدث على سطح غير المصقول بسبب تراكم الرطوبة والملوثات. التكسية البوليستر يمكن أن تحمي الحديد من التآكل؛ لكن فعالية على المدى الطويل من هذه الطلاءات للخطر إذا تعرضوا لمستويات عالية من الأشعة فوق البنفسجية تحت الظروف الرطبة، كما يحدث في المناخات المدارية. النانوية السيليكا يمكن تطبيقها على سطح البوليستر لتحسين متانة هذه الطلاءات داخل هذه البيئات، إلا أن تأثير العوامل البيئية على هذه مواد ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
يتم الاعتراف بامتنان بالتمويل من مخطط مراكز أبحاث التحول الصناعي التابع لمجلس البحوث الأسترالي (المشروع رقم IH130100017). يعرب المؤلفون عن امتنانه لمرفق الفحص المجهري والتحليل المجهري RMIT (RMMF) لتوفير الوصول إلى أدوات التوصيف. تم إجراء هذا البحث أيضا على خط شعاع الفحص المجهري بالأشعة تحت الحمراء في السنكروترون الأسترالي ، فيكتوريا ، أستراليا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| فولاذ مطلي بالبوليستر طبقات فولاذية مطلية بالجسيمات النانوية من البوليستر BlueScope | فولاذية | مقدمة من شركة | |
| Millipore PetriSlideTM | فيشر PDMA04700 العلمي | تخزين العينات | |
| الحرارية العلمية < سوپ > TM < / sup> K-alpha مطياف الإلكترون الضوئي بالأشعة | السينية Thermo Fisher Scientific ، Inc. | IQLAADGAAFFACVMAHV | تستحوذ على XPS أطياف |
| بيانات | Thermo Fisher Scientific، Inc. | IQLAADGACKFAKRMAVI | تحليل أطياف XPS |
| A Bruker Hyperion 2000 المجهر | Bruker Corporation | Synchrotron أداة متكاملة | |
| Bruker Opus v. 7.2 | Bruker Corporation | ATR-IR التحليل البرمجيات | |
| زاوية الاتصال ، FTA1000c | First Ten & Aring ؛ شركة ngstroms Inc. ، VA ، الولايات المتحدة الأمريكية | قياس قابلية البلل للأسطح | |
| FTA v. 2.0 | First Ten & Aring ؛ شركة ngstroms Inc.، VA، الولايات المتحدة الأمريكية | Anaylyzing زاوية ملامسة | |
| المياه ملف تعريف بصري، Wyko NT1100 | بروكر | قياس تضاريس السطح | |
| مجهر القوة الذرية Innova | بروكر | تقييس تضاريس السطح | |
| مجسات السيليكون المخدرة بالفوسفور ، MPP-31120-10 | Bruker Corporation | AFM مجسات | |
| برنامج Gwyddion | http://gwyddion.net/ | البرنامج المستخدم لقياس التنميط البصري وبيانات AFM |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن