Utviklingen av Silica partikler-polyester Belegg på overflater som utsettes for sollys

1School of Science, Faculty of Science, Engineering and Technology, Swinburne University of Technology, 2BlueScope Steel Research, 3Infrared Microspectroscopy Beamline, Australian Synchrotron, 4School of Science, College of Science, Engineering and Health, RMIT University
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 av overflater, polyester-belagt stål og polyester belagt med et lag av silikananopartikler, ble undersøkt. Begge overflater ble eksponert for sollys, som ble funnet å forårsake vesentlige forandringer i kjemien og nanoskala topografien av overflaten.

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

Korrosjon på metalloverflater er utbredt i miljøet og er til stor bekymring i mange områder, inkludert militære, transport, luftfart, bygg og næringsmiddelindustrien, blant andre. Polyester og belegg som inneholder både polyester og silikananopartikler (SiO 2 NPS) har vært mye brukt for å beskytte stål grunnen mot korrosjon. I denne studien benyttet vi X-ray fotoelektron spektroskopi, dempes total refleksjon infrarød mikrospektroskopi, vann kontaktvinkelmålinger, optisk profilering og atomic force mikroskopi for å gi et innblikk i hvordan eksponering for sollys kan føre til endringer i mikro- og nanoskala integritet av beleggene. Ingen signifikant endring i overflatetopografi mikro ble påvist ved anvendelse av optisk profilometri ble imidlertid statistisk signifikante endringer i nanoskala overflaten påvises ved hjelp av atomkraftmikroskopi. Analyse av røntgenfotoelektronspektroskopi og svekket total refleksjon infrarød mikro-spektroskopi data viste at nedbrytningen av estergruppene hadde forekommet ved eksponering for ultrafiolett lys for å danne COO ·, -H 2 C ·, -O ·, -CO · radikaler. Under nedbrytningsprosessen, ble CO og CO 2 også produsert.

Protocol

1. Stål Samples

  1. Skaff stål prøver av en mm tykkelse fra en kommersiell leverandør.
    MERK: Prøver ble belagt med enten polyester eller polyester belagt med silikananopartikler.
  2. Expose prøver for sollys på Rockhampton, Queensland, Australia: samle inn prøver etter ett år og fem års intervaller over en total 5-års periode. Skjær prøvepaneler til runde skiver av en cm diameter bruker hullemaskin.
  3. Før overflaten karakterisering, skyll prøver med dobbeltdestillert vann, og deretter tørkes ved hjelp av nitrogengass (99,99%). Hold alle prøvene i lufttett emballasje for å forhindre eventuelle luftforurensninger adsorbere til overflaten (Figur 1).

Figur 1
Figur 1. Fremstilling av metallskiver med polyesterbaserte belegg. Prøver ble lagret i beholdere inntil påkrevet.om / filer / ftp_upload / 54309 / 54309fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

2. Kjemisk og fysiokjemiske karakterisering av overflater

  1. Analyser overflatekjemi ved hjelp av X-ray fotoelektron spektroskopi.
    1. Utfør X-ray fotoelektron spektroskopi (XPS) med en monokromatisk røntgenkilde (Al Ka, hν = 1486,6 eV) opererer på 150 W.
      MERK: Spot størrelsen benyttet røntgenstråle er 400 mikrometer i diameter.
    2. Laste prøver på prøveplaten. Plasser prøven platen inn i vakuumkammeret for XPS deretter pumpe kammeret. Vent for vakuumet i kammeret til å nå ~ 1 x 10 -9 mbar.
    3. I fotoelektron spektroskopi programvare, trykker du muligheten til å "Flood Gun" å oversvømme prøvene med lavenergi elektroner for å motvirke overflatelading.
    4. Trykk på "Insert"> "Point"> "Point" for å sette inn en analyse point.
      MERK: Dette vil være et sted hvor Analysen er utført. Aktiver automatisk høydefunksjonen for å oppnå best høyde for oppkjøpet.
    5. Trykk på "Insert"> "Spectrum"> "Multi Spectrum" for å legge skanner til dette punktet.
      MERK: Dette vil åpne et vindu med en periodisk tabell; Velg et element ved å klikke på den for å markere den.
    6. Etter å ha satt opp forsøkene, trykk på "Play" -kommandoen til å fortsette skanninger.
    7. Trykk "Peak Fit" kommandoen og trykk deretter på «Legg Peak" og "Fit All Level" kommandoer for å løse kjemisk forskjellige arter i høy oppløsning spektra.
      MERK: Dette trinnet skal tilegne seg Shirley algoritme for å fjerne bakgrunnen og Gauss-Lorentzian passer til deconvolute spektrene 19.
    8. Velg alle med høy oppløsning og undersøkelsen spektra. Trykk "Charge Shift" for å korrigere spektra bruker hydrokarbylbaserterbon komponent av C-1s-toppen (bindingsenergien 285.0 eV) som en referanse.
    9. Etter ladning korreksjon, for å trykke "Export" for å generere datatabellen for den relative atom- konsentrasjonen av elementene på grunnlag av topparealet.
  2. overflatekjemi
    MERK: Analyser overflatekjemi ved hjelp dempes total refleksjon infrarød mikrospektroskopi (ATR-IR) på den infrarøde (IR) spektros ved Australian Synchrotron som følgende:
    1. Laste prøver på scenen av mikroskop. Åpne en "Start Video pasning Measurement" eller "Start Måling uten 3D" alternativet. Turn "VIS" modus. Bruk mål å fokusere på prøveoverflaten. Trykk "Snapshot / Oversikt" for å ta ønskede bildene.
      MERK: 0,5 mm tykk CaF 2 Platen kan brukes som bakgrunn.
    2. Endre ATR målet til prøven. flytte scenen nøye for å plassere en 45 ° multi-refleksjon germanium krystall (brytningsindeks på 4) på ​​1-2 mm ovenfor overflater. Høyreklikk på Live Video-vinduet. Trykk "Start Measurement"> "Endre måleparametere". Velg alternativet "Bruk aldri eksisterende BG for alle posisjoner".
      MERK: Dette vil velge å ikke ta bakgrunn spektra for hvert målepunkt.
    3. Tegn et kart på videoskjermen for å velge det området av interesse. Trykk på en rød åpning firkant og velg "Aperture"> "Endre Aperture". Endre selve "Knife Edge Aperture" innstillinger til X = 20 mikrometer og Y = 20 mikrometer.
    4. Høyreklikk på den nylig størrelse blenderåpning torget og gå til "Aperture"> "Set alle åpninger for å valgt Vindu". Trykk "Measurement" ikonet for å starte søk. Lagre dataene.
      MERK: brytningsindeksen for Ge krystall er 4, slik at en åpning på 20 um x 20 um vil definere den punktstørrelse av 5 um x 5 um. This trinnet vil tillate å sette opp FTIR kartlegging med en åpning på 20 med 20 pm, noe som tilsvarer en 5 um ved 5 um sted gjennom krystallet over en maksimal bølgetall-området 4,000-850 cm - 1.
    5. Åpne master ved hjelp av spektroskopi programvare. Velg toppen av renter på IR spektra. Høyreklikk på toppen av interesse. Velg "Integrering"> "Integrering". Det vil tillate å lage 2D falsk fargekart
  3. Surface fukting målinger
    MERK: Utfør fukting måling ved hjelp av en kontaktvinkel goniometer utstyrt med en nanodispenser 19.
    1. Plasser prøven på scenen. Juster posisjonen til mikrosprøyte forsamlingen slik at bunnen av nålen vises om en fjerdedel av en vei ned i live videovinduet skjermen.
    2. Hev prøve ved anvendelse av z-aksen inntil avstanden mellom prøven og overflaten er omtrent 5 mm. Flytt sprøyten ned inntil en dråpe med dobble destillert vann berører overflaten. Bevege sprøyten opp til sin opprinnelige stilling.
    3. Trykk på "Kjør" -kommandoen for å registrere vanndråpe innvirkning på overflaten i en 20 sek periode ved hjelp av en monokrom CCD-kamera som er integrert med maskinvaren.
    4. Trykk på "Stop" -kommandoen til å erverve bildeserie.
    5. Trykk på «Kontakt Angle" -kommandoen til å måle kontaktvinkler fra oppkjøpte bilder. Gjenta kontaktvinkelmålinger på tre tilfeldige steder for hver prøve.

3. Visualisering av overflatetopografi

  1. Optisk profilering måling.
    MERK: Instrumentet drives under det hvite lyset vertikal skanning interferometri modus.
    1. Plasser prøver på scenen av mikroskopet.
      MERK: Sørg for tilstrekkelig gap (f.eks> 15 mm) mellom objektiv og scenen.
    2. Fokus på overflaten ved hjelp av5 × mål ved å kontrollere z-aksen til utkanten vises på skjermen. Trykk på "Auto" kommandoen for å optimalisere intensitet. Trykk "Measurement" kommandoen for å starte skanningen. Redd master filer.
    3. Gjenta trinn 3.1.2 for 20 × og 50 × mål.
    4. Før statistisk ruhet analyser, trykk "Fjern Tilt" for å fjerne overflate waviness. Trykk "Contour" for å analysere ruhet parametere. Klikk på "3Di" for å generere tredimensjonale bilder av optiske profilering filer ved hjelp av kompatibel programvare 20.
  2. Atomic force mikroskopi
    1. Plasser prøvene på stålplater. Sett stål plater i magnetholder.
    2. Utfør AFM skanner i hanke modus 21. Mekanisk belastning fosfordopet silisium prober med en fjærkonstant på 0,9 N / m, tip krumning med radius på 8 nm og en resonansfrekvens på ~ 20 kHz for overflate-bildedannende.
    3. <li> justere laseren refleksjon på cantilever manuelt. Velg "Auto Tune" kommandoen og trykk deretter på "Tune" -kommandoen til å tune AFM cantilever å nå den optimale resonansfrekvens rapportert av produsenten.
    4. Fokus på overflaten. Flytt tips nær prøveoverflaten. Klikk på Engage kommando for å engasjere AFM tips på overflater.
    5. Skriv "1 Hz" inn skannehastighet boksen. Velg skanneområder. Trykk "Kjør" -kommandoen til å utføre skanningen. Gjenta skanning i det minste i ti deler av hver enkelt av fem prøver av hvert forhold.
    6. Velg utjevning muligheten til å behandle den resulterende topografiske data. Redd master filer.
    7. Åpne kompatibel AFM programvare. Last AFM hovedfilen. Trykk "Leveling" kommando for å fjerne vippe av overflater. Trykk "Jevn" kommando for å fjerne bakgrunnen.
    8. Trykk "statistiske parametre Analysis" for å generere den statistiske ruhet 21.

    4. Statistisk analyse

    1. Uttrykke resultatene i form av middelverdi og standardavvik. Utføre statistisk databehandling ved hjelp av paret Student to-tailed t- tester for å vurdere konsistensen av resultatene. Sett p-verdi på <0,05 indikerer nivået av statistisk signifikans.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De belagte stålprøver som hadde blitt utsatt for eksponering til sollys i enten ett eller fem år ble oppsamlet, og vannkontaktvinkel-målinger ble utført for å bestemme hvorvidt den eksponering hadde resultert i en endring i overflaten hydrofobisiteten til overflaten (figur 2 ).

Figur 2
Figur 2. fuktbarhet variasjon av overflater med polyester eller silikananopartikler / polyester belegg (silika / polyester) i løpet av fem års eksponering for sollys (A) goniometriske bilder som viser vanndråpen som brukes for måling av likevektskontaktvinkelen av flatene.; (B) Vann kontaktvinkelen som en funksjon av eksponeringstiden (* indikerer p <0,05, sammenlignet med den tilsvarende kontroll (år 0)). Data representerer gjennomsnitt ± standardavvik.ource.jove.com/files/ftp_upload/54309/54309fig2large.jpg "target =" _ blank "> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Det ble funnet at fuktbarhet av polyester-belagte substrater hadde ikke forandret som et resultat av eksponering for sollys, men silikananopartikkel / polyester-belagte prøver, etter ett års eksponering, ble funnet å være 1,3 ganger større i hydrofobisitet enn ueksponerte prøver. Videre analyse av disse prøvene ble utført ved hjelp av XPS og ATR-FTIR. En fordel med XPS er at denne teknikk gjør det mulig for elementsammensetningen av en overflate som skal bestemmes i en dybde på omtrent 10 nm under overflaten. Det ble funnet at Si-innholdet på denne dybden hadde økt fra cirka 2% til 15% i løpet av fem års eksponeringsperiode. Denne økningen kan tilskrives adsorpsjon av luftforurensninger. XPS spektra indikerte at jern (Fe) ble oppdaget på polyesterbelagt grunnen enfter ett og fem års eksponering (figur 3), og at det hadde vært en liten nedgang i karboninnholdet i polyesterbelagt prøver etter en eksponeringstid på 5 år. Ingen signifikant forandring ble funnet i silisium (Si), jern (Fe) og karbon (C) nivåer i silikananopartikkel / polyester-belagte substrater. XPS imidlertid ikke, tillate den spesielle funksjon av polymerbelegg som skal bestemmes. Som et resultat ble Synkrotron--hentet ATR-IR, for å bestemme endringer i kjemisk funksjonalitet til en dybde på 10 um for prøvene som hadde vært eksponert for sollys, spesielt de endringer som hadde funnet sted i antallet karbonylgrupper. Det ble funnet at antallet karbonylgrupper reduseres på både polyester og silikananopartikkel / polyester-belagte prøver etter fem års eksponering.

Figur 3
Figur 3. Elemental sammensetningen variasjon av polyester (PE) og silika nanopartikler / polyester belegg (PE + SiO 2) over fem år utsette for sollys som bestemmes ved hjelp av XPS. (A) Representant XPS bredt spektra og høy oppløsning spektra av O 1s, C 1s og Si 2p av polyester belegg før og etter eksponering. (B) Konsentrasjonen av tre elementer (Si, Fe og C) (atom-fraksjon) ble målt som en funksjon av eksponeringstiden for å bestemme endringer i sammensetningen av overflatebelegget under høye nivåer av sollys eksponering under fuktige forhold. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 4
Figur 4. Representant ATR-FTIR spektra som brukes for måling av endringer i karbonylgrupper på stål overflate belegg etter tre år med environmental eksponering. Endringer i fordelingen av karbonylgrupper resultat av ultrafiolett lys-indusert nedbrytning av estergrupper. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Optisk profilering og atomic force mikroskopi ble videre brukt for å undersøke overflaten topografien i undergrunnen på mikro- og nanoskala. Den mikro topografiske utviklingen av polyester og silikananopartikkel / polyester-belagte prøver er presentert i figur 5. Det kan sees at overflatene av begge belegg ble grovere enn den opprinnelige substratet, etter ett års eksponering, men denne økningen ble funnet ikke for å være statistisk signifikant (p> 0,05).

Figur 5
Figur 5. Micro-skala topografiske endringer i polyester og silika nanopartikler / polyester belegg på stål over en femårseksponeringsperiode. (A) Representative optiske profilering bilder av stål belegg før og etter eksponering. (B) Diagram som viser en økning i den gjennomsnittlige ruhet av begge belegg som en funksjon av tid fra miljøeksponering (* indikerer p <0,05, sammenlignet med dens tilsvarende kontroll (år 0)). Data representerer gjennomsnitt ± standardavvik. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Videre analyse av substratet fremhevet at nanoskala overflatetopografi ble betydelig endret som følge av ultrafiolett lyseksponering (figurene 6, 7 og 8). Den opprinnelige silika nanopartikkel / polyester beleggvar glatt på en nanometer skala, men etter eksponering, er disse begge beleggene ble funnet å ha dannet globulære strukturer. Etter fem års eksponering, ble overflatene funnet å oppvise en signifikant høyere gjennomsnittlig ruhet enn det opprinnelige substratet, som strekker seg 40-47 nm (p <0,05).

Figur 6
Figur 6. nanoskala topografiske endringer for polyester belegg på stål over en fem års eksponering perioden. Representative atomic force mikroskopi og deres tilhørende overflateprofil, fremhever de topografiske endringer av polymerbelegget. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 7
Figur 7. nanoskala topografiske endringer for silika nanopa rtikkel / polyester belegg over en fem års eksponering perioden. Representative atomic force mikroskopi og deres tilsvarende overflateprofil, fremhever de topografiske endringer av polymer belegg, til tross for tilstedeværelsen av silika nanopartikler beskyttelseslag. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 8
Figur 8. Gjennomsnittlig nanoskala overflateruhet av polyester og silikananopartikler / polyesterbelegg på stål som en funksjon av eksponeringstiden. Den gjennomsnittlige ruhet av overflaten belegg øker vesentlig med tiden for eksponering (* indikerer p <0,05, sammenlignet med dens tilsvarende kontroll ( år 0)). Data representerer gjennomsnitt ± standardavvik.target = "_ blank"> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Polyester belegg har blitt mye brukt for å beskytte stål substratet fra den korrosjon som ville inntreffe på en ubelagt overflate på grunn av opphopning av fuktighet og forurensninger. Anvendelsen av polyester belegg kan beskytte stålet mot korrosjon; men på lengre sikt effektiviteten til disse beleggene blir redusert hvis de blir utsatt for høye nivåer av ultrafiolett lys under fuktige betingelser som forekommer i tropiske klima. Silikananopartikler kan påføres på overflaten av polyester for å øke robustheten i disse beleggene i disse miljøene, men virkningen av miljøfaktorer på disse silikonholdige belegg materialer var inntil nå ukjent, spesielt med hensyn til endringer i deres mikro - og nanonivå overflatetopografi.

I mange tilfeller kan fuktbarheten av en substrat overflate gir en indikasjon på hvorvidt en hvilken som helst overflate nedbrytning har funnet sted. Kontaktvinkelmålinger, menikke gi noen detaljer om de fysiske og kjemiske strukturelle endringer som kan ha skjedd på en overflate (figur 2). XPS og ATR-FTIR er teknikker som tillater endringer i karboninnhold og karbonyl (C = O) funksjonalitet fordeling skal bestemmes.

Resultatene oppnådd i denne studien resultatene tyder på at sollys eksponering forårsaker nedbrytning av polyesterbelegg. En foreslått mekanisme for denne nedbrytning er gitt i Figur 9 22,23. Estergrupper kan radikalt degradert gjennom eksponering for ultrafiolett lys for å danne radikal COO ·, H 2 C · -O ·, CO ·. Under nedbrytningsprosessen, er CO og CO2 produsert.

Figur 9
Figur 9. Forslag til ultrafiolett lys-katalysert nedbrytning av polyesteren. Under eksponering for sollys, estergruppene tilstede på polyesterdannet radikale arter å danne stabile alkohol, aldehyd, karboksylsyregrupper med eliminering av karbonmonoksid og karbondioksid. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

I tillegg til den kjemiske nedbrytning av beleggene ble det ikke observert forandringer i overflatetopografien av beleggene, men bare på nanoskala. I tidligere studier ble ultrafiolett lys bestråling også rapportert å ha vesentlig endret overflaten nanoskala topografi polymer overflater 24-26. Her ble det funnet at overflate topologien hadde blitt endret ved dannelse av nanoskala globulære strukturer (figur 6 og 7).

XPS kan gi et innblikk i endringene i overflatekjemi på nivå av deler per million. På grunn av den høye følsomheten til teknikken, kontaminering av prøverlett kan påvises, og dette kan føre til skjeve resultater. Det viktigste trinn i forberedelsene av prøvene for XPS analyse er å sikre at prøvene ikke outgas eller inneholder partikler som kan skade vakuumsystemet av instrumentet. For å hindre at dette skjer, må prøvene rengjøres med nitrogengass og avgasset før noen måling. Denne teknikk gir kun den generelle kjemi av en overflate over noen få hundre mikrometer, og bare avdekker den overflatekjemi til en dybde på ~ 10 nm. De resulterende høy oppløsning spektra tillate de forskjellige kjemiske stoffer som foreligger på overflatene som skal bestemmes. XPS er et viktig verktøy for undersøkelse av kjemiske modifikasjoner av overflaten som kan oppstå. En alternativ teknikk til XPS er energi-spredt røntgenspektroskopi (EDX) 27.

ATR-IR mikroskopi krever at en god kontakt mellom den ATR krystall og overflaten blir analysert på grunn av den lille extdimensjonerte av den flyktige bølgen som oppstår utenfor krystallet. ATR-IR mikroskopi romlig løser den molekylære og strukturelle sammensetning av overflater. Forurensning av ATR krystall kan også føre til et lavt signal eller forspente resultater skal oppnås. Før eventuell eksperimentet, er det viktig å rengjøre krystall med ren isopropanol for å sikre at alle kryss-kontaminering forekommer ikke. Dessuten må brytningsindeksen for ATR krystall være betydelig høyere enn for prøven. Infrarød (IR) spektroskopi ved hjelp av ATR-metoden er i stand til å bli brukt til kjemiske eller biologiske systemer som kan analyseres ved hjelp av overføringsmetoden. ATR-IR har blitt mye brukt for å overvåke utviklingen av eukaryote celler. Raman mikro-spektroskopi er en alternativ metode ved hjelp av hvilken kjemisk heterogenitet av overflaten kan bestemmes 28.

Vannkontaktvinkelen goniometry er en teknikk, basert på Young-ligningen, bestemt hydrofobisiteten av en fast surface. Ved bruk av denne teknikken, må prøvene hensiktsmessig lagres, slik at adsorpsjonen av enhver forurensning kan unngås. En begrensning ved denne teknikken er at den er begrenset til flate overflater. Hvis dette ikke er tilfelle, krumning ved væske / fast stoff / luft-grenseflaten vil bli forvrengt og udefinert. Denne teknikken er mye brukt for å indikere en hvilken som helst kjemisk endring som kan ha oppstått på en overflate, og for å fastslå tilstedeværelse av hydrofobe og hydrofile funksjoner. Den Wilhelmy platemetoden er et alternativ (men mindre lett utført) teknikk for å estimere graden av overflate-fuktbarhet 29.

Optiske overflaten profilering gir en destruktiv og kontaktløs metrologi. Den mest kritiske trinn av denne teknikken krever brukerne å starte målinger ved den laveste forstørrelse for å definere fokalplanet og forhindre kontakt mellom objektivlinsen og prøveoverflaten. Optisk profilering bare tillater visualisering avoverflatetopografien på mikro-skala. Atomkraftmikroskopi har evnen til å undersøke topografien av en overflate fra nano- til molekylær skala. Drift av AFM krever spesielle ferdigheter og en større tid for analyse i forhold til optisk profilering. Den aktuelle studien gir et utmerket eksempel hvor AFM var i stand til å oppdage endringer i overflatetopografi som ikke var tydelig med optisk profilering. Alternative teknikker for optisk profilering og AFM er stylus profilering og scanning elektronmikroskopi, som også kan gi kvantifisering av overflaten arkitektur 27,30.

Et sett av disse overflatekarakteriseringsteknikker kan anvendes for å undersøke kjemiske og topografiske egenskapene til polymer og metalloverflater. Optisk profilering og atomkraftmikroskopi kan anvendes for å undersøke forandringer i overflate mikro- og nanoskalatopografi. Overflate kjemisk karakterisering teknikker, inkludert IR-mikroskopi og røntgen photoelectron spektroskopi kan anvendes for å undersøke den lateralt overflatekjemi 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