Udviklingen af ​​Silica Nanopartikel-polyester Belægninger på overflader udsat for sollys

Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

To typer af overflader, polyester-overfladebehandlet stål og polyester belagt med et lag af silica nanopartikler, blev undersøgt. Begge overflader blev udsat for sollys, som viste sig at forårsage betydelige ændringer i kemi og nanoskala topografi af overfladen.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Truong, V. K., Stefanovic, M., Maclaughlin, S., Tobin, M., Vongsvivut, J., Al Kobaisi, M., Crawford, R. J., Ivanova, E. P. The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight. J. Vis. Exp. (116), e54309, doi:10.3791/54309 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Korrosion af metalliske overflader er udbredt i miljøet og er af stor bekymring i mange områder, herunder de militære, transport, luftfart, byggeri og fødevareindustrien, blandt andre. Polyester og overtræk indeholdende både polyester og silica nanopartikler (SiO2 NP'er) er ofte blevet brugt til at beskytte stål substrater mod korrosion. I denne undersøgelse, vi udnyttet røntgen fotoelektronspektroskopi, svækket total refleksion infrarød mikro-spektroskopi, vand kontakt vinkelmålinger, optisk profilering og atomic force mikroskopi at give et indblik i, hvordan udsættelse for sollys kan medføre ændringer i mikro- og nanoskala integritet af belægningerne. Ingen signifikant ændring i overfladen mikro-topografi blev påvist under anvendelse optisk profilometri blev imidlertid detekteret statistisk signifikante nanoskala ændringer overfladen med atomic force mikroskopi. Analyse af X-ray photoelectron spectroscopy og dæmpet totalreflektion infrarød mikro-spektroskopidata viste, at nedbrydningen af estergrupperne var sket ved eksponering for ultraviolet lys til dannelse COO ·, -H 2 C · -O ·, -CO · radikaler. Under nedbrydningen proces blev CO og CO2 også produceret.

Protocol

1. Stål Prøver

  1. Få prøver af stål af en tykkelse på 1 mm fra en kommerciel leverandør.
    BEMÆRK: Prøver blev belagt med enten polyester eller polyester overtrukket med silica nanopartikler.
  2. Expose prøver for sollys på Rockhampton, Queensland, Australien: indsamle prøver efter etårige og fem års mellemrum over et samlet 5-års periode. Skær prøve paneler i runde skiver på 1 cm i diameter ved hjælp af hul puncher.
  3. Før overfladen karakterisering, skylles prøverne med dobbelt-destilleret vand, og tør bruge nitrogengas (99,99%). Hold alle prøver i lufttætte beholdere for at forhindre eventuelle luftforureninger adsorberer til overfladen (figur 1).

figur 1
Figur 1. Fremstilling af metalskiver med polyester-baserede overtræk. Prøver blev opbevaret i beholdere indtil anvendelse.about / filer / ftp_upload / 54309 / 54309fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

2. Kemiske og fysisk-kemiske karakterisering af overflader

  1. Analyser overflade kemi ved hjælp af X-ray fotoelektronspektroskopi.
    1. Udfør X-ray photoelectron spektrometri (XPS) ved anvendelse af en monokromatisk røntgenkilde (Al Ka, hv = 1486,6 eV), der opererer ved 150 W.
      BEMÆRK: Spot størrelse af udnyttet røntgenstråle er 400 um i diameter.
    2. Load prøverne på prøvepladen. Anbring prøven plade i vakuumkammer af XPS derefter pumpe kammeret. Vent på vakuumet i kammeret for at nå ~ 1 × 10 -9 mbar.
    3. I fotoelektronspektroskopi software, skal du trykke på indstillingen af ​​"Flood Gun" at oversvømme prøverne med lav-energi elektroner til at modvirke overflade opladning.
    4. Tryk på "Indsæt"> "Point"> "Point" for at indsætte en analyse point.
      BEMÆRK: Dette vil være et sted, hvor der udføres analyse. Aktivér auto højde funktionen for at opnå den bedste højde for erhvervelsen.
    5. Tryk på "Indsæt"> "Spectrum"> "Multi Spectrum" for at tilføje scanninger til dette punkt.
      BEMÆRK: Dette vil åbne et vindue med en periodiske system; Vælg et element ved at klikke på den for at markere det.
    6. Efter opsætning eksperimenterne, skal du trykke på kommandoen "Play" for at fortsætte de scanninger.
    7. Tryk på "Peak Fit" kommando tryk derefter på "Tilføj Peak" og "Fit All Level" kommandoer til at løse de kemisk forskellige arter i høj opløsning spektre.
      BEMÆRK: Dette trin vil erhverve Shirley algoritme til at fjerne baggrunden og Gauss-Lorentz montering til deconvolute spektre 19.
    8. Vælg alle høj opløsning og syn spektre. Tryk på "Charge Shift" mulighed for at korrigere spektre ved hjælp af hydrocarbon komponent i C 1s top (bindingsenergi 285,0 eV) som reference.
    9. Efter opladning korrektion, skal du trykke på "Export" valgmulighed generere data tabellen af ​​den relative atomare koncentration af elementer på grundlag af top-området.
  2. overfladekemi
    BEMÆRK: Analyser overfladekemi ved hjælp svækket total reflektion infrarød mikro-spektroskopi (ATR-IR) på infrarød (IR) spektroskopi beamline ved Australian Synchrotronbestrålingscenter som følgende:
    1. Load prøver på scenen af ​​mikroskopet. Åbn en "Start Video Assisted Measurement" eller "Start Måling uden 3D" valgmulighed. Slå "VIS" mode på. Brug målet til at fokusere på prøve overflade. Tryk på "Snapshot / Oversigt" at tage ønskede billeder.
      BEMÆRK: 0,5 mm tyk CaF2 plade kan anvendes som baggrund.
    2. Skift ATR mål til prøven. Flyt forsigtigt scenen for at placere en 45 ° multi-refleksion germanium krystal (brydningsindeks på 4) 1-2 mm over overflader. Højreklik på vinduet Live Video. Tryk på "Start måling"> "Skift Måleparametre". Vælg indstillingen "Brug aldrig eksisterende BG for alle positioner".
      BEMÆRK: Dette vil vælge ikke at tage baggrunden spektre for hvert målepunkt.
    3. Tegn et kort videoskærm at vælge det område af interesse. Tryk på en rød blænde firkant og vælg "Aperture"> "Skift blænde". Skift den faktiske "Knife Edge Aperture" indstillinger til X = 20 um og Y = 20 um.
    4. Højreklik på den nyligt størrelse blænde firkantede og gå til "Aperture"> "Indstil alle Åbninger til udvalgte Åbninger". Tryk på "Måling" ikonet for at starte scanninger. Gem dataene.
      BEMÆRK: brydningsindekset for Ge krystal er 4, så en åbning på 20 um x 20 um vil definere pletstørrelse af 5 um × 5 um. This trin tillader opsætning af FTIR kortlægning med en maskevidde på 20 ved 20 um, hvilket svarer til et 5 um ved 5 um sted through the crystal tværs højst bølgetalsområdet af 4,000-850 cm - 1.
    5. Open mester fil med spektroskopi software. Vælg toppen af ​​renter på IR-spektre. Højreklik på toppen af ​​interesse. Vælg "Integration"> "Integration". Det vil give skabe 2D falsk farve kort
  3. Overfladebefugtelighed målinger
    BEMÆRK: Udfør befugtningsevne måling med en kontakt goniometer udstyret med et nanodispenser 19.
    1. Anbring prøven på scenen. Justere placeringen af ​​mikrosproejten samlingen så bunden af ​​nålen vises omkring en fjerdedel af en vej ned i Direkte video vindue skærmen.
    2. Hæv prøven under anvendelse z-aksen, indtil afstanden mellem prøven og overfladen er omkring 5 mm. Flyt sprøjten ned, indtil en dråbe dobble destilleret vand rører overfladen. Flyt sprøjten op til sin oprindelige position.
    3. Tryk på kommandoen "Kør" for at optage vanddråben påvirker overfladen for en 20 sek periode ved hjælp en monokrom CCD kamera som er integreret med hardware.
    4. Tryk på kommandoen "Stop" for at erhverve den serie af billeder.
    5. Tryk på "Kontakt Angle" kommando til at måle kontakt vinkler fra erhvervede billeder. Gentage de målinger trykvinkel på tre tilfældige steder for hver prøve.

3. Visualisering af Surface Topografi

  1. Optisk profilering måling.
    BEMÆRK: Instrumentet drives under det hvide lys lodret scanning interferometri mode.
    1. Anbring prøverne på scenen af ​​mikroskopet.
      BEMÆRK: Sørg for der er et tilstrækkeligt mellemrum (fx> 15 mm) mellem objektiv og scenen.
    2. Fokus på overfladen ved hjælp af5 × mål ved at kontrollere z-aksen indtil frynserne vises på skærmen. Tryk kommandoen "Auto" for at optimere intensiteten. Tryk kommandoen "måling" at indlede scanningen. Gem master files.
    3. Gentag trin 3.1.2 i 20 × og 50 × mål.
    4. Forud for statistisk ruhed analyser, tryk på "Fjern Tilt" mulighed for at fjerne overflade bølgethed. Tryk på "Contour" for at analysere de ruhed parametre. Klik på "3Di" valgmulighed for at generere tredimensionelle billeder af optiske profilering filer ved hjælp af kompatibelt software 20.
  2. Atomic force mikroskopi
    1. Anbring prøverne på stål diske. Sæt stål diske i magnetisk holder.
    2. Udfør AFM scanninger i aflytning funktion 21. Mekanisk belastning phosphor doteret silicium prober med en fjederkonstant på 0,9 N / m, spids krumning med radius på 8 nm og en resonansfrekvens -20 kHz for overfladen billeddannelse.
    3. <li> manuelt justere laseren overvejelser om cantilever. kommando Vælg "Auto Tune" tryk derefter på "Tune" kommando til at tune AFM cantilever at nå den optimale resonansfrekvens rapporteret af producenten.
    4. Fokus på overfladen. Flyt tips tæt på prøvens overflade. Klik på Aktivér kommando til at engagere AFM tips om overflader.
    5. Skriv "1 Hz" i scanningshastighed kassen. Vælg scanning områder. Tryk på "Kør" kommandoen til at udføre scanningen. Gentag scanning i det mindste for ti områder af hver af fem prøver af hver betingelse.
    6. Vælg den selvnivellerende at behandle den resulterende topografiske data. Gem master files.
    7. Åbn kompatibel AFM software. Læg AFM master file. Tryk på "Leveling" kommando til at fjerne vipning af overflader. Tryk på "udglatte" kommando til at fjerne baggrunden.
    8. Tryk på "statistiske parametre Analysis" for at generere den statistiske ruhed 21.

    4. Statistisk analyse

    1. Resultaterne udtrykkes i form af middelværdi og dens standardafvigelse. Statistisk databehandling ved hjælp parrede Student to-tailed t- test for at vurdere ensartede resultater. Set p-værdi på <0,05 indikerer niveau af statistisk signifikans.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De belagte stål prøver, der var blevet udsat for eksponering for sollys i enten et eller fem år blev opsamlet, og vandkontaktvinkel målinger blev udført for at bestemme, om eksponeringen havde resulteret i en ændring i overfladen hydrofobicitet af overfladen (figur 2 ).

Figur 2
Figur 2. Fugtningsevne variation af overflader med polyester eller silica nanopartikel / polyester belægninger (silica / polyester) over fem års udsættelse for sollys (A) goniometrisk billeder viser vanddråben anvendes til måling af ligevægtskontaktvinkelen af overfladerne.; (B) Vandkontaktvinkel som funktion af behandlingstid (* angiver p <0,05, sammenlignet dens tilsvarende kontrol (år 0)). Data repræsenterer middelværdier ± standardafvigelser.ource.jove.com/files/ftp_upload/54309/54309fig2large.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

Man fandt, at befugtelighed af polyesteren overtrukket substrater havde ikke ændret som følge af udsættelse for sollys, men silica nanopartikel / prøver polyester-belagt, efter et års eksponering, viste sig at være 1,3 gange større i hydrofobicitet end ueksponerede prøver. Yderligere analyse af disse prøver blev udført ved hjælp af XPS og ATR-FTIR. En fordel ved XPS er, at denne teknik tillader grundstofsammensætningen af ​​en overflade, der skal bestemmes i en dybde på ca. 10 nm under overfladen. Det konstateredes, at Si-indholdet i denne dybde var steget fra ca. 2% til 15% overeksponering periode på 5 år. Denne stigning kunne tilskrives adsorptionen af ​​luftforurenende stoffer. XPS-spektre viste, at jern (Fe) blev detekteret på polyesterbelagt substrater after et og fem år af eksponering (figur 3), og at der havde været et mindre fald i kulstofindholdet af polyester-coatede prøver efter en eksponeringstid på 5 år. Ingen signifikant ændring blev fundet i silicium (Si), jern (Fe) og carbon (C) niveauer i silica nanopartikel / polyester-coated substrater. XPS dog ikke tillade, at særlige funktionalitet polymerovertrækkene der skal bestemmes. Som et resultat blev Synchrotronbestrålingscenter-fremskaffede ATR-IR anvendes til at bestemme de ændringer i kemisk funktionalitet i en dybde på 10 um for prøverne, der var blevet udsat for sollys, navnlig de ændringer, der havde fundet sted i antallet af carbonylgrupper. Det blev konstateret, at antallet af carbonylgrupper faldt på både polyester og silica nanopartikel / polyester-coatede prøver efter fem års eksponering.

Figur 3
Figur 3. grundstofsammensætning Varition af polyester (PE) og silica nanopartikel / polyester belægninger (PE + SiO2) over fem år udsætter for sollys som bestemt ved hjælp af XPS. (A) Repræsentant XPS bred spektre og høj opløsning spektre af O 1s, C 1s og Si 2p af polyester belægninger før og efter eksponering. (B) Koncentrationen af tre elementer (Si, Fe og C) (atomvægt fraktion) blev målt som en funktion af tid for eksponering at bestemme ændringer i sammensætningen af overfladebelægningen under høje niveauer af sollys eksponering under fugtige forhold. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4
Figur 4. Repræsentant ATR-FTIR spektre anvendes til måling af ændringer i de carbonylgrupper på stål overfladebelægninger efter tre års envirmæssig eksponering. Ændringer i fordelingen af carbonylgrupper skyldes det ultraviolette lys-induceret nedbrydning af estergrupper. Klik her for at se en større version af dette tal.

Optisk profilering og atomic force mikroskopi blev yderligere anvendt til at undersøge overfladen topografi substrater på mikro- og nanoskala. Mikroskala topografisk udviklingen i polyester og silica nanopartikel / polyester-coatede prøver er vist i figur 5. Det kan ses, at overfladerne af begge belægninger blev grovere end den oprindelige substrata, efter et års eksponering, men denne stigning blev fundet ikke at være statistisk signifikant (p> 0,05).

Figur 5
Figur 5. MICRo-skala topografiske ændringer i polyester og silica nanopartikel / polyester belægninger på stål i løbet af en eksponering femårig periode. (A) Repræsentative optiske profilering billeder af stål belægninger før og efter eksponering. (B) Graf, der viser en stigning i den gennemsnitlige ruhed af begge belægninger som en funktion af tiden af miljømæssig eksponering (* angiver p <0,05, sammenlignet med den tilsvarende kontrol (år 0)). Dataene repræsenterer midler ± standardafvigelser. Klik her for at se en større version af dette tal.

Yderligere analyse af substrater fremhævet, at nanoskala overflade topografi blev signifikant ændret som følge af ultraviolet lys eksponering (figur 6, 7 og 8). De oprindelige silica nanopartikel / polyester belægningervar glat på en nanometer skala, men efter eksponering blev fundet disse begge belægninger for at have dannet globulære strukturer. Efter fem års eksponering blev overfladerne sig at udvise en signifikant højere gennemsnitlig ruhed end den oprindelige substrata, mellem 40 og - 47 nm (p <0,05).

Figur 6
Figur 6. Nanoscale topografiske ændringer for polyester belægninger på stål over en eksponering femårig periode. Repræsentative atomic force mikrografier og deres tilsvarende overflade profil, der fremhæver de topografiske ændringer i polymerbelægningen. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 7
Figur 7. Nanoscale topografiske ændringer for silica nanopa Artikel / polyester belægninger over en eksponering femårig periode. Repræsentative atomic force mikrografier og deres tilsvarende overflade profil, der fremhæver de topografiske ændringer af polymer belægning, på trods af tilstedeværelsen af silica nanopartikel beskyttelseslag. Klik her for at se en større udgave af dette tal.

Figur 8
Figur 8. Gennemsnit nanoskala overfladeruhed på polyester og silica nanopartikel / polyester belægninger på stål som funktion af eksponeringstiden. Den gennemsnitlige ruhed Overfladeovertrækkene stiger signifikant med tiden for udsættelse (* angiver p <0,05, sammenlignet med den tilsvarende kontrol ( år 0)). Data repræsenterer middelværdier ± standardafvigelser.target = "_ blank"> Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Polyester belægninger er ofte blevet brugt til at beskytte stål substrater fra korrosion, som ville forekomme på en ubelagt overflade på grund af ophobning af fugt og forurenende stoffer. Anvendelsen af ​​polyester belægninger kan beskytte stålet mod korrosion; men på længere sigt af disse overtræk er kompromitteret, hvis de udsættes for høje niveauer af ultraviolet lys under fugtige forhold, som forekommer i tropiske klimaer. Silica nanopartikler kan anvendes på overfladen af ​​polyester for at forbedre robustheden af ​​disse belægninger inden for disse miljøer, men effekten af ​​miljømæssige faktorer på disse silica-holdige belægningsmaterialer var indtil nu, ukendt, især i forhold til ændringer i deres mikro - og nanoskala overflade topografi.

I mange tilfælde kan befugteligheden af ​​en substrat overflade giver en indikation af, om enhver overflade nedbrydning har fundet sted. Kontaktvinkelmålinger imidlertidgiver ikke nogen detaljer om de fysiske og kemiske strukturændringer, der kan have fundet sted på en overflade (figur 2). XPS og ATR-FTIR er teknikker, der tillader ændringer i indhold og carbonyl kulstof (C = O) funktionalitet fordeling skal fastlægges.

Resultaterne opnået ved denne undersøgelse resultater antyder, at eksponering for sollys forårsager nedbrydningen af ​​polyester belægninger. En foreslået mekanisme for denne nedbrydning er givet i figur 9 22,23. Estergrupper kan radikalt nedbrydes ved udsættelse for ultraviolet lys til dannelse radikal -COO ·, -H 2 C ·, -O ·, -CO ·. Under nedbrydningen processen, er CO og CO2 produceret.

Figur 9
Figur 9. Foreslået ultraviolet lys-katalyseret nedbrydning af polyester. Under udsættelse for sollys, estergrupperne til stede på polyesterendannet radikale arter til at danne en stabil alkohol, aldehyd, carboxylsyregrupper med fjernelse af kulilte og kuldioxid. Klik her for at se en større version af dette tal.

Ud over den kemiske nedbrydning af belægningerne, der blev observeret ændringer i overfladen topografi af belægningerne, men kun på nanoskala. I tidligere undersøgelser blev ultraviolet lys bestråling også rapporteret at have markant ændret overfladen nanoskala topografi polymeroverflader 24-26. Her blev det konstateret, at overfladen topologi var blevet ændret gennem dannelsen af globulære nanoskala strukturer (figur 6 og 7).

XPS kan give et indblik i ændringer i overfladen kemi på niveau af en del per million. På grund af den høje følsomhed af teknikken, prøvekontamineringkan let detekteres og dette kan føre til skæve resultater. Det vigtigste skridt i forberedelsen af ​​prøverne for XPS analyse er at sikre, at prøverne ikke afgasse eller indeholder partikler, der kan beskadige vakuumsystem af instrumentet. For at forhindre dette i at ske, skal prøver rengøres med kvælstof gas og afgasset før en måling. Denne teknik giver kun den samlede kemi af en overflade over et par hundrede mikrometer, og kun afslører overfladen kemi til en dybde på ~ 10 nm. De resulterende høj opløsning spektre tillade de forskellige kemiske stoffer, der findes på overflader, der skal bestemmes. XPS er et vigtigt redskab til undersøgelse af kemiske modifikationer af overfladen, der kan opstå. En alternativ teknik til XPS er energi-dispersive X-ray spektroskopi (EDX) 27.

ATR-IR mikroskopi kræver, at der eksisterer en god kontakt mellem ATR krystal og den overflade, der analyseres på grund af den lille extension af den kortvarige bølge, der opstår ud krystallen. ATR-IR mikroskopi rumligt løser den molekylære og strukturelle sammensætning af overflader. Forurening af ATR krystal kan også forårsage et lavt signal eller fejlbehæftede resultater, der skal opnås. Forud for enhver eksperiment, er det vigtigt at rense krystal med ren isopropanol at enhver krydskontaminering ikke forekommer. Desuden skal brydningsindekset for ATR krystal være væsentligt højere end for prøven. Infrarød (IR) spektroskopi under anvendelse af ATR-metoden er i stand til at blive anvendt på kemiske og biologiske systemer, der kan analyseres ved hjælp af transmissionsmetode. ATR-IR har været meget anvendt til at overvåge udviklingen af ​​eukaryote celler. Raman mikro-spektroskopi er en alternativ metode, som kemisk heterogenitet overflade kan bestemmes 28.

Vandkontaktvinkel vinkelmåling er en teknik, baseret på Young ligningen, bestemmes hydrofobiciteten af ​​en fast sverflade. Ved brug af denne teknik, bør prøverne opbevares på en hensigtsmæssig, således at der kan undgås adsorption af ethvert forurenende. En begrænsning ved denne teknik er, at det er begrænset til flade overflader. Hvis dette ikke er tilfældet, krumningen på væske / faststof / luft-grænsefladen vil blive forvrænget og udefineret. Denne teknik er almindeligt anvendt til at indikere enhver kemisk ændring, som kan være opstået på en overflade, og til bestemmelse af tilstedeværelsen af ​​hydrofobe og hydrofile funktionaliteter. Wilhelmy plade metode er et alternativ (men mindre let udført) teknik til at estimere graden af overfladebefugtelighed 29.

Optisk overflade profilering giver en destruktiv og berøringsfri metrologi. Det mest kritiske trin af denne teknik kræver brugerne at påbegynde målinger ved den laveste forstørrelse for at definere brændplanet og forhindre kontakt mellem objektivlinsen og prøven overflade. Optisk profilering kun tillader visualisering afoverfladen topografi på mikroskala. Atomic force mikroskopi har evnen til at undersøge topografi af en overflade fra nano- til molekylær målestok. Betjening af AFM kræver specifikke færdigheder og en større tid til analyse i forhold til optisk profilering. Den aktuelle undersøgelse er et glimrende eksempel, hvor AFM var i stand til at påvise ændringer i overfladen topografi, som ikke var indlysende at bruge optisk profilering. Alternative teknikker til optisk profilering og AFM er stylus profilering og scanningselektronmikroskopi, som også kan give kvantificeringen af overfladen arkitektur 27,30.

Et sæt af disse overflade karakteriseringsteknikker kan anvendes til at undersøge kemiske og topografiske karakteristika af polymer og metalliske overflader. Optisk profilering og atomic force mikroskopi kan anvendes til at undersøge ændringer i overfladen mikro- og nanoskala topografi. Surface kemisk karakteriseringsteknikker herunder IR-mikroskopi og røntgen photoelectron spektroskopi kan anvendes til sideværts undersøge overfladekemien homogenitet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
polyester-coated steel
silica nanoparticle-polyester coated steel substrata
BlueScope Steel Samples provided by company
Millipore PetriSlideTM  Fisher Scientific PDMA04700 Storing samples
Thermo ScientificTM K-alpha
X-ray Photoelectron Spectrometer
Thermo Fisher Scientific, Inc. IQLAADGAAFFACVMAHV Acquire XPS spectra
Avantage Data System Thermo Fisher Scientific, Inc. IQLAADGACKFAKRMAVI Analyse XPS spectra
A Bruker Hyperion 2000 microscope  Bruker Corporation Synchrotron integrated instrument
Bruker Opus v. 7.2 Bruker Corporation ATR-IR analysis software
Contact angle goniometer, FTA1000c First Ten Ångstroms Inc., VA, USA Measuring the wettability of surfaces
FTA v. 2.0 First Ten Ångstroms Inc., VA, USA Anaylyzing water contact angle
Optical profiler, Wyko NT1100  Bruker Corporation Measure surface topography
Innova atomic force microscope  Bruker Corporation Measure surface topography
Phosphorus doped silicon probes, MPP-31120-10 Bruker Corporation AFM probes
Gwyddion software http://gwyddion.net/ Software used to measure optical profiling and AFM data

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Gupta, R. K., Birbilis, N. The influence of nanocrystalline structure and processing route on corrosion of stainless steel: A review. Corros. Sci. 92, 1-15 (2015).
  3. Lee, H. S., Ismail, M. A., Choe, H. B. Arc thermal metal spray for the protection of steel structures: An overview. Corros. Rev. 33, (1-2), 31-61 (2015).
  4. Moore, G. Corrosion challenges - urban water industry. The Australasian Corrosion Association Inc. (2010).
  5. Hays, G. F. World Corrosion Organization. (2013).
  6. Koch, G. H., Brongers, M. P. H., Thompson, N. G., Virmani, P. Y., Payer, J. H. Corrosion cost and preventive strategies in the United States. CC Technologies Laboratories, Incorporated; NACE International; Federal Highway Administration, NACE International. (2002).
  7. Pojtanabuntoeng, T., Singer, M., Nesic, S. Corrosion 2011. Houston, TX. (2011).
  8. Jas̈niok, T., Jas̈niok, M. 7th Scientific-Technical Conference on Material Problems in Civil Engineering, MATBUD 2015. Tracz, T., Hager, I. Elsevier Ltd. 316-323 (2015).
  9. Cambier, S. M., Posner, R., Frankel, G. S. Coating and interface degradation of coated steel, Part 1: Field exposure. Electrochim. Acta. 133, 30-39 (2014).
  10. Barletta, M., Gisario, A., Puopolo, M., Vesco, S. Scratch, wear and corrosion resistant organic inorganic hybrid materials for metals protection and barrier. Mater. Des. 69, 130-140 (2015).
  11. Fu, J., et al. Experimental and theoretical study on the inhibition performances of quinoxaline and its derivatives for the corrosion of mild steel in hydrochloric acid. Ind. Eng. Chem. Res. 51, (18), 6377-6386 (2012).
  12. Hattori, M., Nishikata, A., Tsuru, T. EIS study on degradation of polymer-coated steel under ultraviolet radiation. Corros. Sci. 52, (6), 2080-2087 (2010).
  13. Yang, X. F., et al. Weathering degradation of a polyurethane coating. Polym. Degrad. Stab. 74, (2), 341-351 (2001).
  14. Armstrong, R. D., Jenkins, A. T. A., Johnson, B. W. An investigation into the uv breakdown of thermoset polyester coatings using impedance spectroscopy. Corros. Sci. 37, (10), 1615-1625 (1995).
  15. Zhou, W., Liu, M., Chen, N., Sun, X. Corrosion properties of sol-gel silica coatings on phosphated carbon steel in sodium chloride solution. J. Sol. Gel. Sci. Technol. 76, (2), 358-371 (2015).
  16. Hollamby, M. J., et al. Hybrid polyester coating incorporating functionalized mesoporous carriers for the holistic protection of steel surfaces. Adv. Mater. 23, (11), 1361-1365 (2011).
  17. Borisova, D., Möhwald, H., Shchukin, D. G. Mesoporous silica nanoparticles for active corrosion protection. ACS Nano. 5, (3), 1939-1946 (2011).
  18. Wang, M., Liu, M., Fu, J. An intelligent anticorrosion coating based on pH-responsive smart nanocontainers fabricated via a facile method for protection of carbon steel. J. Mater. Chem. A. 3, (12), 6423-6431 (2015).
  19. Truong, V. K., et al. The influence of nano-scale surface roughness on bacterial adhesion to ultrafine-grained titanium. Biomaterials. 31, (13), 3674-3683 (2010).
  20. Nečas, D., Klapetek, P. Gwyddion: An open-source software for SPM data analysis. Cent. Eur. J. Phys. 10, (1), 181-188 (2012).
  21. Crawford, R. J., Webb, H. K., Truong, V. K., Hasan, J., Ivanova, E. P. Surface topographical factors influencing bacterial attachment. Adv. Colloid Interface Sci. 179-182, 142-149 (2012).
  22. Allen, N. S., Edge, M., Mohammadian, M., Jones, K. Physicochemical aspects of the environmental degradation of poly(ethylene terephthalate). Polym. Degrad. Stab. 43, (2), 229-237 (1994).
  23. Newman, C. R., Forciniti, D. Modeling the ultraviolet photodegradation of rigid polyurethane foams. Ind. Eng. Chem. Res. 40, (15), 3346-3352 (2001).
  24. Ivanova, E. P., et al. Vibrio fischeri and Escherichia coli adhesion tendencies towards photolithographically modified nanosmooth poly (tert-butyl methacrylate) polymer surfaces. Nanotechnol. Sci. Appl. 1, 33-44 (2008).
  25. Biggs, S., Lukey, C. A., Spinks, G. M., Yau, S. T. An atomic force microscopy study of weathering of polyester/melamine paint surfaces. Prog. Org. Coat. 42, (1-2), 49-58 (2001).
  26. Signor, A. W., VanLandingham, M. R., Chin, J. W. Effects of ultraviolet radiation exposure on vinyl ester resins: Characterization of chemical, physical and mechanical damage. Polym. Degrad. Stab. 79, (2), 359-368 (2003).
  27. Wang, H., et al. Corrosion-resistance, robust and wear-durable highly amphiphobic polymer based composite coating via a simple spraying approach. Prog. Org. Coat. 82, 74-80 (2015).
  28. Liszka, B. M., Lenferink, A. T. M., Witkamp, G. J., Otto, C. Raman micro-spectroscopy for quantitative thickness measurement of nanometer thin polymer films. J. Raman Spectrosc. 46, (12), 1230-1234 (2015).
  29. Alghunaim, A., Kirdponpattara, S., Newby, B. M. Z. Techniques for determining contact angle and wettability of powders. Powder Technol. 287, 201-215 (2016).
  30. Treviño, M., et al. Erosive wear of plasma electrolytic oxidation layers on aluminium alloy 6061. Wear. 301, (1-2), 434-441 (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics