Due tipi di superfici, acciaio rivestito di poliestere e poliestere rivestito con uno strato di nanoparticelle di silice, sono stati studiati. Entrambe le superfici sono state esposte alla luce solare, che è stato trovato per causare cambiamenti sostanziali nella chimica e nanoscala topografia della superficie.
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Articolo metodologico
L'evoluzione di silice Coatings nanoparticelle-poliestere su superfici esposte al sole
In questo articolo
Sommario
Abstract
La corrosione delle superfici metalliche è prevalente nell'ambiente ed è di grande preoccupazione in molte aree, tra cui le industrie militari, trasporti, aviazione, costruzione e cibo, tra gli altri. Poliestere e rivestimenti contenenti sia poliestere che nanoparticelle di silice (SiO 2 NP) sono stati ampiamente utilizzati per proteggere substrati acciaio dalla corrosione. In questo studio, abbiamo utilizzato raggi X spettroscopia fotoelettronica, riflessione totale attenuata infrarossi micro-spettroscopia, misure di angolo di contatto dell'acqua, profilatura ottica e la microscopia a forza atomica per fornire una panoramica su come l'esposizione alla luce solare può causare cambiamenti nella micro e nanoscala integrità dei rivestimenti. Nessun cambiamento significativo nella superficie micro-topografia è stato rilevato usando profilometria ottica, tuttavia, sono stati rilevati statisticamente significativi cambiamenti su scala nanometrica sulla superficie usando la microscopia a forza atomica. Analisi della spettroscopia fotoelettronica a raggi X e micro- infrarossi attenuato riflessione totaledati spettroscopici hanno rivelato che la degradazione dei gruppi esterei era verificato attraverso l'esposizione a luce ultravioletta per formare COO ·, -H 2 C °, -O ·, -CO · radicali. Durante il processo di degradazione, CO e CO 2 sono state anche prodotte.
Introduzione
La corrosione ambientale dei metalli nell'ambiente è sia diffusa che costosa1-3. Un recente studio condotto dall'Australasian Corrosion Association (ACA) ha riportato che la corrosione dei metalli ha comportato un costo annuo di 982 milioni di dollari, direttamente associato al degrado dei beni e delle infrastrutture dovuto alla corrosione metallica nel settore idrico4. Da un punto di vista internazionale, l'Organizzazione mondiale per la corrosione ha stimato che la corrosione metallica è responsabile di un costo diretto di 3,3 trilioni di dollari, oltre il 3% del PIL mondiale. Il processo di zincatura come metodo di prevenzione della....
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Protocollo
1. I campioni di acciaio
- Ottenere campioni di acciaio di spessore di 1 mm da un fornitore commerciale.
NOTA: I campioni sono stati rivestiti con poliestere o poliestere rivestito con nanoparticelle di silice. - Esporre i campioni alla luce del sole a Rockhampton, Queensland, Australia: raccogliere campioni dopo intervalli di un anno e cinque anni per un periodo totale di 5 anni. Tagliare i pannelli campione in dischi rotondi di 1 cm di diametro con perforatrice.
- Prima di superficie caratterizzazione, sciacquare i campioni con acqua bidistillata, e poi asciugare con azoto (99,99%). Conservare tutti i campioni ....
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Risultati
I campioni di acciaio rivestito che erano stati sottoposti ad esposizione alla luce per una o cinque anni sono stati raccolti, e misure di angolo di contatto di acqua sono stati eseguiti per determinare se l'esposizione ha comportato una variazione della idrofobicità superficiale della superficie (Figura 2 ).
Figura 2. Variazione bagnabilità delle superf.......
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Discussione
poliesteri sono stati ampiamente utilizzati per proteggere substrati di acciaio dalla corrosione che si verificherebbe su una superficie non rivestita dovuta all'accumulo di umidità e inquinanti. L'applicazione di rivestimenti poliestere può proteggere l'acciaio dalla corrosione; tuttavia l'efficacia a lungo termine di questi rivestimenti è compromessa se sono esposti ad elevati livelli di luce ultravioletta in condizioni di umidità, come avviene nei climi tropicali. nanoparticelle di silice possono esse.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Il finanziamento dell'Australian Research Council Industrial Transformation Research Hubs Scheme (numero di progetto IH130100017) è un riconoscimento di gratitudine. Gli autori ringraziano la RMIT Microscopy and Microanalysis Facility (RMMF) per aver fornito l'accesso agli strumenti di caratterizzazione. Questa ricerca è stata intrapresa anche sulla linea di luce per ctroscopia al microscopio a infrarossi presso l'Australian Synchrotron, Victoria, Australia.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| acciaio rivestito in poliestere nanoparticelle di silice-substrati in acciaio rivestito in poliestere | BlueScope Steel | Samples forniti dall'azienda | |
| Millipore PetriSlideTM | Fisher Scientific | PDMA04700 | Conservazione dei campioni |
| Thermo ScientificTM K-alfa Spettrometro fotoelettronico a raggi X | Thermo Fisher Scientific, Inc. | IQLAADGAAFFACVMAHV | Acquisizione XPS spectra |
| Avantage Data System | Thermo Fisher Scientific, Inc. | Analisi | degli spettri XPS |
| A Microscopio Bruker Hyperion 2000 | Bruker Corporation | Strumento integrato di sincrotrone | |
| Bruker Opus v. 7.2 | Bruker Corporation | Software di analisi ATR-IR | |
| Goniometro angolare a contatto, FTA1000c | First Ten & Aring; ngstroms Inc., VA, USA | Misurazione della bagnabilità delle superfici | |
| FTA v. 2.0 | First Ten & Aring; ngstroms Inc., VA, USA | Analisi dell'angolo di contatto dell'acqua | |
| Profilatore ottico, Wyko NT1100 | Bruker Corporation | Misura la topografia della superficie | |
| Microscopio a forza atomica Innova | Bruker Corporation | Misura la topografia della superficie | |
| Sonde in silicio drogato con fosforo, MPP-31120-10 | Sonde AFM Bruker Corporation | ||
| Software Gwyddion | http://gwyddion.net/ | Software utilizzato per misurare la profilazione ottica e i dati AFM |
Riferimenti
- Fathima Sabirneeza, A. A., Geethanjali, R., Subhashini, S. Polymeric corrosion inhibitors for iron and its alloys: A review. Chem. Eng. Commun. 202 (2), 232-244 (2015).
- Gupta, R. K., Birbilis, N. The influence of nanocrystalline structure a....
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Ristampe e permessi
Tag
Rivestimenti di nanoparticelle di silicemicrospettroscopia infrarossa a riflessione totale attenuatamisurazioni dell'angolo di contatto dell'acquaprofilometria otticamicroscopia a forza atomicaspettroscopia fotoelettronica a raggi Xanalisi della chimica di superficievariazioni superficiali su scala nanometricaesposizione alla luce ultravioletta
