| Коррозия металлов - разрушительный процесс, который приводит к огромным экономическим потерям. По данным Всемирной организации по коррозии, затраты на коррозию во всем мире превышают 1.8 триллиона долларов. Д-р Каран Танавала, научный сотрудник Исследовательской академии IITB-Monash и член Chemwatch команда, надеется помочь значительно снизить это число. Каран объясняет, что коррозия металлических предметов является результатом электрохимической реакции, происходящей на поверхности, включающей окисление металла в присутствии электролита и кислорода. Усилия, предпринимаемые для предотвращения коррозии, заключаются в использовании альтернативных материалов и конструкции компонента и / или нанесении подходящего защитного покрытия, в зависимости от типа условий окружающей среды и ожидаемого срока службы. Из них наиболее распространенным и эффективным подходом к борьбе с коррозией является нанесение покрытий на основе органических полимеров. Однако, нанесенные на самый внешний слой этих структур, эти покрытия чувствительны к повреждениям на микро / наноуровне и царапинам во время обращения и обслуживания. Такие повреждения трудно обнаружить, что приводит к ухудшению процесса коррозии и в конечном итоге делает защитное покрытие бесполезным. Поэтому, говорит Каран, более привлекательной является концепция разработки и разработки покрытий, которые обладают способностью залечивать повреждения, тем самым сохраняя защитные свойства. Инкапсулирование льняного масла и тунгового масла в карбамидоформальдегидные оболочки проводили с использованием метода полимеризации на месте. Оптимизация технологических параметров приготовления микрокапсул проводилась с использованием рассчитанных количеств масла и карбамидоформальдегида, которые подвергались образованию сферических микрокапсул размером 25-45 мкм, которые зависят от времени реакции и скорости перемешивания. Полученные таким образом микрокапсулы анализировали с использованием оптической микроскопии (OM), сканирующей электронной микроскопии (SEM) и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR) для обеспечения инкапсуляции масла в тонкие оболочки из карбамида-формальдегида. Тонкопленочные самовосстанавливающиеся покрытия с равномерной и быстрой способностью к самовосстановлению были получены с помощью микрокапсул при оптимальной концентрации 3% масс. Антикоррозийные характеристики были оценены с использованием иммерсионного теста и спектроскопии электрохимического импеданса (EIS). Объясняя далее свои исследования, Каран заявляет: «Разработка самовосстанавливающихся покрытий представляла большие проблемы. Наиболее важным фактором было достижение воспроизводимости размера, формы и морфологии приготовленных микрокапсул, которые при добавлении в покрытие обеспечивают функциональность интеллектуального заживления. Критические параметры процесса синтеза, такие как скорость перемешивания и время реакции, были оптимизированы, что определяет формирование размера и формы микрокапсул. Кроме того, компоненты микрокапсул были выбраны на основе их биосовместимости и безвредности, что классифицирует их как экологически чистые материалы. Эти подготовленные микрокапсулы диспергировали в органическом покрытии в различных концентрациях. Эти пропитанные микрокапсулами покрытия после полного отверждения были нанесены с помощью искусственного скрайбра перед испытанием на коррозию в физиологическом растворе (подобном морской воде) для оценки характеристик покрытий. Влияние добавления микрокапсул на функцию самовосстановления исследовали с помощью оптической микроскопии. Покрытия были дополнительно проанализированы на механические и адгезионные свойства для использования в качестве коммерческих промышленных покрытий. Результаты самовосстановления покрытий были сопоставимы с контрольными покрытиями (без микрокапсул) ». Что побудило Карана сосредоточить свои исследования в этой области, он говорит: «Самовосстанавливающиеся композиты обладают огромным потенциалом для решения многих ограничений полимерных покрытий и конструкционных материалов, а именно микротрещин и скрытых повреждений. Повреждения покрытия являются предвестниками разрушения конструкции, и способность к их восстановлению позволяет создавать конструкции с более длительным сроком службы и меньшими затратами на обслуживание. Самовосстанавливающиеся покрытия имитируют естественный процесс заживления, аналогичный заживлению поврежденной кожи. Поэтому самовосстанавливающиеся покрытия очень привлекательны, поскольку они могут гарантировать долговечность покрытых компонентов даже после повреждения покрытия из-за химических или механических причин. Синтез микрокапсул и создание самовосстанавливающихся покрытий создают большие проблемы. Размер микрокапсул, форма и морфология играют важную роль в обеспечении активной функции разрыва и заживления. Оптимизация процесса приготовления индивидуальных микрокапсул дает прекрасную возможность опробовать новые методы, часто интересные для исследователя ». Каран уверен, что этот прорыв в исследованиях защитных покрытий во многом поможет решить некоторые проблемы коррозии, с которыми мы сталкиваемся при использовании традиционных полимерных покрытий, что в конечном итоге обеспечит более безопасные рабочие места и сообщества. |
