Nghiên cứu ảnh hưởng của hạt nano đến tính chất bảo vệ của lớp phủ epoxy

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu ảnh hưởng của các hạt nano tới hình thái cấu trúc và tính chất bảo vệ chống ăn mòn của, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Phạm Minh Hoàng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tuyên Anh
• Trường học: Đại học quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của hạt nano đến tính chất bảo vệ của lớp phủ epoxy
• Loại tài liệu: luận văn thực tập
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĂN MÒN KIM LOẠI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
• 1.2. NHỰA EPOXY VÀ ỨNG DỤNG
• 1.3. LỚP PHỦ EPOXY VÀ EPOXY NANOCOMPOZIT
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. VẬT LIỆU VÀ HÓA CHẤT
• 2.2. CHUẨN BỊ BỀ MẶT CÁC MẪU THÉP NÒN
• 2.3. CHẾ TẠO CÁC LỚP PHỦ TỪ NHỰA EPOXY X75
• 2.4. CHẾ TẠO CÁC LỚP PHỦ EPOXY VÀ EPOXY NANOCOMPOZIT TRÊN MẪU THÉP
• 2.5. NGHIÊN CỨU HÌNH THÁI CẤU TRÚC CÁC LỚP PHỦ
• 2.6. THÍ NGHIỆM MỖI MUỐI
• 2.7. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BẢO VỆ ĂN MÒN CỦA LỚP PHỦ
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC HẠT NANO ĐẾN HÌNH THÁI CẤU TRÚC CỦA LỚP PHỦ EPOXY NANOCOMPOZIT
• 3.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MỖI MUỐI
• 3.3. KHẢ NĂNG BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN CHO THÉP CỦA LỚP PHỦ EPOXY NANOCOMPOZIT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ảnh Hưởng Hạt Nano Đến Lớp Phủ Epoxy

Ăn mòn kim loại là vấn đề toàn cầu, gây thiệt hại lớn. Việc bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn là rất quan trọng, đặc biệt ở các nước có khí hậu nhiệt đới và bờ biển dài. Một phương pháp phổ biến là sử dụng lớp phủ epoxy để cách ly kim loại khỏi môi trường ăn mòn. Nhựa epoxy được ưa chuộng vì dễ gia công, bền hóa học, cách điện tốt và bám dính tốt. Tuy nhiên, lớp phủ epoxy thông thường có khả năng chịu mài mòn và ngăn ngừa vết nứt còn hạn chế. Do đó, việc nghiên cứu cải tiến tính chất bảo vệ lớp phủ là cần thiết. Một giải pháp tiềm năng là sử dụng hạt nano để tạo vật liệu nanocompozit, cải thiện độ bền và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ epoxy. Nghiên cứu này tập trung vào việc tìm hiểu ảnh hưởng của các loại hạt nano khác nhau đến lớp phủ epoxy.

1.1. Ăn Mòn Kim Loại Khái Niệm và Phân Loại Cơ Bản

Ăn mòn kim loại là quá trình tự phá hủy kim loại do tác động hóa học hoặc điện hóa học của môi trường xung quanh, chuyển kim loại thành các hợp chất bền vững hơn như oxit, hydroxit, muối. Quá trình này tuân theo quy luật nhiệt động lực học. Có nhiều cách phân loại ăn mòn, dựa trên môi trường (tự nhiên, công nghiệp), đặc trưng phá hủy (ăn mòn đều, ăn mòn cục bộ) và cơ chế (ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa học). Việc hiểu rõ các loại ăn mòn giúp lựa chọn phương pháp bảo vệ phù hợp. Theo tài liệu gốc, ăn mòn kim loại là quá trình biến kim loại thành oxit của chính nó, tương tự như quá trình luyện kim ngược.

1.2. Các Phương Pháp Bảo Vệ Kim Loại Chống Ăn Mòn Hiệu Quả

Có nhiều phương pháp bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn, bao gồm tác động vào vật liệu, môi trường hoặc mặt tiếp giáp giữa kim loại và môi trường. Các phương pháp phổ biến bao gồm: lựa chọn vật liệu phù hợp (hợp kim bền), xử lý môi trường (giảm độ ẩm, loại bỏ tạp chất), sử dụng chất ức chế ăn mòn và áp dụng lớp phủ bảo vệ. Lớp phủ bảo vệ, đặc biệt là lớp phủ epoxy, là một giải pháp hiệu quả và được sử dụng rộng rãi. Theo tài liệu gốc, cách đơn giản nhất là che phủ kim loại bằng một lớp sơn để cách ly kim loại và ngăn chặn sự xâm nhập của các tác nhân gây ăn mòn.

II. Vấn Đề Hạn Chế Của Lớp Phủ Epoxy Truyền Thống Hiện Nay

Mặc dù lớp phủ epoxy có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại những hạn chế cần khắc phục. Khả năng chịu mài mòn của lớp phủ epoxy còn thấp, dễ bị trầy xước và hư hỏng trong quá trình sử dụng. Khả năng ngăn ngừa vết nứt cũng hạn chế, các vết nứt có thể lan rộng và làm giảm hiệu quả bảo vệ. Ngoài ra, lớp phủ epoxy có tính ưa nước, dễ hấp thụ nước và các chất ăn mòn từ môi trường, dẫn đến ăn mòn kim loại bên dưới. Các lỗ rỗng trong màng phủ epoxy nano cũng tạo điều kiện cho sự xâm nhập của các tác nhân ăn mòn. Do đó, cần có giải pháp để cải thiện độ bền lớp phủ epoxy.

2.1. Độ Bền Cơ Học và Khả Năng Chống Mài Mòn Của Epoxy

Một trong những hạn chế lớn nhất của lớp phủ epoxy truyền thống là độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn tương đối thấp. Điều này khiến lớp phủ dễ bị hư hỏng do va đập, trầy xước và mài mòn trong quá trình sử dụng, làm giảm khả năng bảo vệ kim loại bên dưới. Việc cải thiện tính chất cơ học lớp phủ epoxy, đặc biệt là độ cứng và khả năng chống mài mòn, là rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ của lớp phủ. Theo tài liệu gốc, khả năng ứng dụng của lớp phủ epoxy bị hạn chế bởi khả năng chịu mài mòn của nó.

2.2. Khả Năng Chống Thấm Nước và Hóa Chất Của Lớp Phủ Epoxy

Mặc dù có khả năng chống hóa chất tốt, lớp phủ epoxy vẫn có thể bị thấm nước và một số hóa chất nhất định. Sự thấm nước có thể dẫn đến ăn mòn kim loại bên dưới lớp phủ, đặc biệt trong môi trường ẩm ướt hoặc có chứa muối. Việc cải thiện khả năng chống ăn mòn lớp phủ epoxy và ngăn chặn sự xâm nhập của nước và hóa chất là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả bảo vệ lâu dài. Theo tài liệu gốc, do bản chất ưa nước nên các lớp phủ epoxy có độ co ngót thể tích khá lớn khi đóng rắn và có thể hấp thụ các phân tử nước ở môi trường lân cận.

III. Giải Pháp Ứng Dụng Hạt Nano Cải Thiện Tính Chất Lớp Phủ Epoxy

Để khắc phục những hạn chế của lớp phủ epoxy truyền thống, việc sử dụng nano vật liệu là một giải pháp đầy hứa hẹn. Bằng cách phân tán hạt nano vào nhựa epoxy, có thể tạo ra vật liệu nanocompozit với tính chất bảo vệ lớp phủ được cải thiện đáng kể. Các hạt nano có thể tăng cường độ bền cơ học, khả năng chống mài mòn, khả năng chống thấm nước và hóa chất của lớp phủ epoxy. Việc lựa chọn loại hạt nano phù hợp và tối ưu hóa quá trình phân tán là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tốt nhất. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của các loại hạt nano khác nhau đến tính chất lớp phủ epoxy.

3.1. Tổng Hợp và Phân Tán Hạt Nano Vào Nhựa Epoxy Hiệu Quả

Quá trình tổng hợp và phân tán hạt nano đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra vật liệu nanocompozit chất lượng cao. Kích thước hạt nano, hình dạng và độ phân tán đều ảnh hưởng đến tính chất lớp phủ epoxy cuối cùng. Cần lựa chọn phương pháp tổng hợp phù hợp để tạo ra hạt nano có kích thước và hình dạng mong muốn. Quá trình phân tán phải đảm bảo hạt nano được phân bố đều trong nhựa epoxy, tránh hiện tượng vón cục. Theo tài liệu gốc, một giải pháp tiên tiến nhằm nâng cao độ bền chống ăn mòn và cơ tính của lớp phủ epoxy là tiến hành phân tán các hạt vô cơ kích thước nano vào trong nhựa epoxy, để tạo thành vật liệu nanocompozit.

3.2. Các Loại Hạt Nano Phổ Biến Sử Dụng Trong Lớp Phủ Epoxy

Có nhiều loại hạt nano có thể được sử dụng để cải thiện tính chất lớp phủ epoxy, bao gồm silica nano, titanium dioxide nano, kẽm oxit nano, nhôm oxit nano, carbon nanotube và graphene. Mỗi loại hạt nano có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Silica nano thường được sử dụng để tăng cường độ cứng và khả năng chống mài mòn. Titanium dioxide nano có khả năng chống tia UV và cải thiện độ bền màu. Carbon nanotube và graphene có độ bền cơ học cao và khả năng dẫn điện tốt. Việc lựa chọn loại hạt nano phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

IV. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Hạt Nano Đến Hình Thái Cấu Trúc Lớp Phủ

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát ảnh hưởng của các loại hạt nano khác nhau (SiO2, Fe2O3, TiO2, ZnO) đến hình thái cấu trúc của lớp phủ epoxy nanocompozit. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) được sử dụng để quan sát cấu trúc vi mô của lớp phủ. Kết quả cho thấy sự phân tán của hạt nano ảnh hưởng đáng kể đến hình thái của lớp phủ epoxy. Ở những vùng có hạt nano phân tán đều, lớp phủ có cấu trúc đồng nhất và mịn màng hơn. Tuy nhiên, ở những vùng có khuyết tật, hạt nano có thể tập trung lại và tạo thành các cụm.

4.1. Phân Tích TEM Cấu Trúc Lớp Phủ Epoxy Chứa Hạt Nano

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) là công cụ quan trọng để phân tích cấu trúc vi mô của lớp phủ epoxy nanocompozit. Ảnh TEM cho phép quan sát sự phân tán của hạt nano trong nhựa epoxy, cũng như các khuyết tật và cấu trúc khác trong lớp phủ. Việc phân tích ảnh TEM giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất bảo vệ lớp phủ. Theo tài liệu gốc, kính hiển vi điện tử truyền qua (JEM1010, JEOL, Nhật Bản) được sử dụng để nghiên cứu hình thái cấu trúc của các hệ lớp phủ epoxy nanocompozit.

4.2. Ảnh Hưởng Của Hạt Nano Đến Độ Đồng Nhất Lớp Phủ Epoxy

Sự phân tán của hạt nano có ảnh hưởng lớn đến độ đồng nhất của lớp phủ epoxy. Khi hạt nano được phân tán đều, lớp phủ có cấu trúc đồng nhất và mịn màng hơn, giúp cải thiện tính chất bảo vệ lớp phủ. Tuy nhiên, nếu hạt nano không được phân tán tốt, chúng có thể tập trung lại và tạo thành các cụm, làm giảm độ đồng nhất của lớp phủ và ảnh hưởng đến hiệu quả bảo vệ. Theo tài liệu gốc, ảnh TEM cho thấy lớp phủ epoxy chứa hạt nano Fe2O3 tại vị trí có khuyết tật.

V. Kết Quả Hạt Nano Cải Thiện Khả Năng Chống Ăn Mòn Lớp Phủ

Nghiên cứu cũng đánh giá khả năng chống ăn mòn lớp phủ epoxy nanocompozit bằng phương pháp đo phổ trở kháng điện hóa (EIS) và thử nghiệm phun muối. Kết quả cho thấy việc bổ sung hạt nano giúp cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn lớp phủ epoxy. Các lớp phủ epoxy chứa hạt nano có điện trở cao hơn và điện dung thấp hơn so với lớp phủ epoxy thông thường, cho thấy khả năng bảo vệ kim loại tốt hơn. Thử nghiệm phun muối cũng cho thấy lớp phủ epoxy nanocompozit có độ bền cao hơn và ít bị ăn mòn hơn.

5.1. Đánh Giá Khả Năng Chống Ăn Mòn Bằng Phương Pháp EIS

Phương pháp đo phổ trở kháng điện hóa (EIS) là một công cụ mạnh mẽ để đánh giá khả năng chống ăn mòn lớp phủ epoxy. EIS cung cấp thông tin về điện trở và điện dung của lớp phủ, cho phép đánh giá khả năng bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn. Điện trở cao và điện dung thấp cho thấy lớp phủ có khả năng bảo vệ tốt hơn. Theo tài liệu gốc, khả năng bảo vệ chống ăn mòn cho thép của lớp phủ epoxy nanocompozit được nghiên cứu bằng phương pháp phổ tổng trở.

5.2. Thử Nghiệm Phun Muối Đánh Giá Độ Bền Lớp Phủ Epoxy Nano

Thử nghiệm phun muối là một phương pháp tiêu chuẩn để đánh giá độ bền của lớp phủ epoxy trong môi trường ăn mòn. Mẫu được phun liên tục bằng dung dịch muối và quan sát sự xuất hiện của các dấu hiệu ăn mòn như rỉ sét và phồng rộp. Lớp phủ epoxy nanocompozit có độ bền cao hơn và ít bị ăn mòn hơn trong thử nghiệm phun muối so với lớp phủ epoxy thông thường. Theo tài liệu gốc, thiết bị thử nghiệm mù muối S1000 WEISS-Technik được sử dụng trong nghiên cứu.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Ứng Dụng Lớp Phủ Epoxy Nano Trong Tương Lai

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng việc sử dụng hạt nano có thể cải thiện đáng kể tính chất bảo vệ lớp phủ epoxy. Lớp phủ epoxy nanocompozit có độ bền cơ học cao hơn, khả năng chống mài mòn tốt hơn và khả năng chống ăn mòn lớp phủ epoxy được cải thiện. Kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi của lớp phủ epoxy nano trong nhiều lĩnh vực, bao gồm bảo vệ kim loại trong môi trường biển, công nghiệp hóa chất và xây dựng. Cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa quá trình tổng hợp, phân tán hạt nano và lựa chọn loại hạt nano phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.

6.1. Ứng Dụng Thực Tế Của Lớp Phủ Epoxy Nano Trong Công Nghiệp

Lớp phủ epoxy nano có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm: bảo vệ kết cấu thép trong môi trường biển, bảo vệ đường ống dẫn dầu và khí đốt, bảo vệ các thiết bị trong nhà máy hóa chất và bảo vệ các công trình xây dựng khỏi ăn mòn. Việc sử dụng lớp phủ epoxy nano có thể kéo dài tuổi thọ của các công trình và thiết bị, giảm chi phí bảo trì và thay thế. Theo tài liệu gốc, epoxy được sử dụng rộng rãi làm lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn cho kim loại nhờ các đặc tính như dễ gia công, rất bền hóa học, cách điện tốt và bám dính tốt với bề mặt các vật liệu không đồng nhất.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Lớp Phủ Epoxy Nano Trong Tương Lai

Trong tương lai, cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa công nghệ nano trong lớp phủ epoxy. Các hướng nghiên cứu tiềm năng bao gồm: phát triển các phương pháp tổng hợp hạt nano mới, cải thiện quá trình phân tán hạt nano trong nhựa epoxy, nghiên cứu ảnh hưởng của các loại hạt nano khác nhau đến tính chất lớp phủ epoxy, và phát triển các màng phủ epoxy nano có khả năng tự phục hồi. Việc kết hợp công nghệ nano với các công nghệ khác, như công nghệ in 3D, cũng có thể mở ra những ứng dụng mới cho lớp phủ epoxy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN. ¡N MßN KIM LO¹I vµ c¸c ph-¬ng ph¸p b¶o vÖ chèng ¨n mßn kim lo¹i. C¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ kim lo¹i chèng ¨n mßn ®iÖn hãa. NHùA EPOXY vµ øng dông.1 Tæng quan vÒ nhùa epoxy .2 øng dông cña nhùa epoxy.

LíP PHñ EPOXY vµ epoxy NANOCOMPOZIT. H¹n chÕ cña líp phñ epoxy. ¦u ®iÓm cña líp phñ epoxy nanocompozit. ph-¬ng ph¸p ®o phæ tæng trë ®iÖn ho¸ vµ øng dông ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng b¶o vÖ cña líp phñ.

C¬ së ph-¬ng ph¸p phæ tæng trá ®iÖn hãa EIS [17]. ¸p dông ph-¬ng ph¸p ®o phæ tæng trë ®iÖn hãa ®Ó nghiªn cøu líp phñ b¶o vÖ kim lo¹i [17,21]. 26 Ch-¬ng 2 THùC NGHIÖM. VËT LIÖU Vµ HãA CHÊT.

CHUÈN BÞ BÒ MÆT C¸C MÉU THÐP NÒN. CHÕ T¹O C¸C LíP PHñ Tõ NHùA EPOXY X75. X¸c ®Þnh hµm l-îng kh« cña nhùa. X¸c ®Þnh ®é nhít cña dung dÞch phñ b»ng phÔu ch¶y.

CHÕ T¹O C¸C LíP PHñ EPOXY Vµ EPOXY NANOCOMPOZIT TR£N MÉU THÐP. Giíi thiÖu thiÕt bÞ ®o [29]. NGHI£N CøU H×NH TH¸I CÊU TRóC c¸c LíP PHñ. thö nghiÖm mï muèi.

Giíi thiÖu ph-¬ng ph¸p. ThiÕt bÞ vµ ®iÒu kiÖn thö nghiÖm. §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng b¶o vÖ ¨n mßn cho thÐp cña líp phñ epoxy nanocompozit b»ng ph-¬ng ph¸p phæ tæng trë. ThiÕt bÞ vµ ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm.

C¸c m« h×nh m¹ch ®iÖn t-¬ng ®-¬ng ¸p dông cho ph©n tÝch phæ tæng trë cña kim lo¹i cã vµ kh«ng cã líp phñ b¶o vÖ [17,21]. 46 Ch-¬ng 3 KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN. ¶nh h-ëng cña c¸c h¹t nano ®Õn h×nh th¸I cÊu tróc cña líp phñ epoxy nanocompozit. ¶nh TEM cña c¸c mÉu epoxy nanocompozit t¹i c¸c vÞ trÝ líp phñ ®ång nhÊt.

¶nh TEM cña c¸c mÉu epoxy nanocompozit t¹i c¸c vïng khuyÕt tËt cña líp phñ. kÕt qu¶ thö nghiÖm mï muèi. ¶nh h-ëng cña c¸c h¹t nano ®Õn kh¶ n¨ng b¶o vÖ chèng ¨n mßn cho thÐp cña líp phñ. Kh¶ n¨ng b¶o vÖ cho thÐp cña líp phñ epoxy.

Kh¶ n¨ng b¶o vÖ cho thÐp cña líp phñ epoxy nanocompozit. 76 TµI LIÖU THAM KH¶O. 77 z DANH MôC H×NH Ch-¬ng 1 Tæng Quan H×nh 1.2: B¶o vÖ catèt b»ng dßng ®iÖn ngoµi vµ anèt hy sinh .3: CÊu tróc nhãm epoxy hay oxiran .4: CÊu tróc cña nhùa epoxy .5: Mèi quan hÖ gi÷a kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cao cña nhùa epoxy vµ sè nhãm hydroxyl trong ph©n tö cña nã .6: ThÕ xoay chiÒu vµ dßng xoay chiÒu lÖch pha .7: Gi¶n ®å Nyquist víi vect¬ trë kh¸ng .8: M« h×nh m¹ch ®iÖn t-¬ng ®-¬ng phæ biÕn nhÊt [17,21]. 27 Ch-¬ng 2 THùC NGHIÖM H×nh 2.1: C¸c mÉu thÐp ®-îc c¾t theo kÝch th-íc 5×5 cm .3: B¶o qu¶n c¸c mÉu thÐp sau khi ®· chuÈn bÞ bÒ mÆt tr-íc khi s¬n phñ .4: §o ®é nhít cña dung dÞch s¬n: a) phÔu VZ4, b) dông cô ®o .5: C¸c mÉu thÐp ®-îc phñ bëi c¸c líp epoxy vµ epoxy nanocompozit .7: §óc mÉu epoxy nanocompozit trªn con nhéng ®Ó c¾t l¸t .9: C¸c mÉu trªn l-íi Nikel cã mµng collodion-c¸c bon.10: KÝnh hiÓn vi ®iÖn tö truyÒn qua (JEM1010, JEOL, NhËt B¶n) .11: ThiÕt bÞ thö nghiÖm mï muèi S1000 WEISS-Technik.12: ThiÕt bÞ AUTOLAB PGSTAT 30 cña h·ng Ecochemie .13: Kim lo¹i trÇn ®-îc ng©m trong dung dÞch chÊt ®iÖn li .14: M¹ch ®iÖn t-¬ng ®-¬ng øng víi h×nh 2.15: Phæ tæng trë cña kim lo¹i trÇn trong dung dÞch chÊt ®iÖn li.16: Kim lo¹i cã líp phñ hoµn h¶o ng©m trong dung dÞch chÊt ®iÖn li .17: M¹ch ®iÖn t-¬ng ®-¬ng øng víi h×nh 2.18: Phæ tæng trë cña kim lo¹i cã líp phñ hoµn h¶o ng©m trong dung dÞch chÊt ®iÖn li .19: Kim lo¹i cã líp phñ sai háng ë giai ®o¹n 1 ng©m trong dung dÞch chÊt ®iÖn li.20: M¹ch ®iÖn t-¬ng ®-¬ng øng víi h×nh 2.21: Phæ tæng trë cña kim lo¹i cã líp phñ sai háng ë giai ®o¹n 1 ng©m trong dung dÞch chÊt ®iÖn li .22: Kim lo¹i cã líp phñ bÞ sai háng ë giai ®o¹n 2 ng©m trong dung dÞch chÊt ®iÖn li .23: M¹ch ®iÖn t-¬ng ®-¬ng øng víi h×nh 2.24: Phæ tæng trë cña kim lo¹i cã líp phñ sai háng ë giai ®o¹n 2 ng©m trong dung dÞch chÊt ®iÖn li.

51 Ch-¬ng 3 KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN H×nh 3.1: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy kh«ng cã h¹t nan« (  120 000 lÇn) .2: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy chøa h¹t nan« Fe2O3(  120 000 lÇn) .3: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy chøa h¹t nan« SiO2(  150 000 lÇn) .4: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy chøa h¹t nan« ZnO (  80 000 lÇn) .5: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy chøa h¹t nan« TiO2 (  80 000 lÇn) .6: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy kh«ng cã h¹t nan« t¹i vÞ trÝ cã khuyÕt tËt (  80 000 lÇn) .7: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy cã h¹t nan« Fe2O3 t¹i vÞ trÝ cã khuyÕt tËt (  80 000 lÇn) .8: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy cã h¹t nan« Fe2O3 t¹i vÞ trÝ cã khuyÕt tËt (  80 000 lÇn) .9: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy cã h¹t nan« ZnO t¹i vÞ trÝ cã khuyÕt tËt (  100 000 lÇn) .10: ¶nh TEM cña líp phñ epoxy cã h¹t nan« TiO2 t¹i vÞ trÝ cã khuyÕt tËt (  80 000 lÇn) .11: mÉu thÐp cã líp phñ vµ vÕt r¹ch tr-íc khi thö nghiÖm .12: Líp phñ epoxy sau 24 giê thö nghiÖm (a) vµ 48 giê thö nghiÖm (b) .13: Líp phñ epoxy + TiO2 sau 24 giê thö nghiÖm (a) vµ 48 giê thö nghiÖm (b) .14: Líp phñ epoxy + SiO2 sau 24 giê thö nghiÖm (a) vµ 48 giê thö nghiÖm (b) .15: Líp phñ epoxy + ZnO sau 24 giê thö nghiÖm (a) vµ 48 giê thö nghiÖm (b) .16: Líp phñ epoxy + Fe2O3 sau 24 giê thö nghiÖm (a) vµ 48 giê thö nghiÖm (b) .17: Phæ tæng trë Nyquist sau 2 giê vµ 1 tuÇn ng©m mÉu thÐp trÇn trong dung dÞch 3,5% NaCl .18: Phæ tæng trë Nyquist sau 2 giê, 1 tuÇn vµ 8 tuÇn ng©m mÉu epoxy/thÐp trong dung dÞch 3,5% NaCl .19: Phæ tæng trë Nyquist sau 2 giê, 1 tuÇn vµ 8 tuÇn ng©m mÉu epoxy/nan« Fe2O3/thÐp trong dung dÞch 3,5% NaCl .20: Phæ tæng trë Nyquist sau 2 giê, 1 tuÇn vµ 8 tuÇn ng©m mÉu epoxy/nan« SiO2/thÐp trong dung dÞch 3,5% NaCl .21: Phæ tæng trë Nyquist sau 2 giê, 1 tuÇn vµ 8 tuÇn ng©m mÉu epoxy/nan« TiO2/thÐp trong dung dÞch 3,5% NaCl.22: Phæ tæng trë Nyquist sau 2 giê, 1 tuÇn vµ 8 tuÇn ng©m mÉu epoxy/nan« ZnO/thÐp trong dung dÞch 3,5% NaCl .23: Sù biÕn thiªn ®iÖn thÕ hë m¹ch cña thÐp theo thêi gian ng©m trong dung dÞch NaCl 3,5 % khi cã hay kh«ng cã c¸c líp phñ .24: Sù biÕn thiªn ®iÖn trë Rpo cña líp phñ epoxy theo thêi gian ng©m trong dung dÞch 3,5 % NaCl, khi kh«ng cã h¹t nan« vµ cã h¹t nan« SiO2 vµ TiO2 .25: Sù biÕn thiªn ®iÖn dung líp phñ epoxy theo thêi gian ng©m trong dung dÞch NaCl 3,5 %, khi kh«ng cã h¹t nan« vµ cã h¹t nan« SiO2 vµ TiO2. 73 z DANH MôC b¶ng Ch-¬ng 1 Tæng Quan B¶ng 1.1: Gi¸ trÞ thÕ ¨n mßn Ecorr (so víi ®iÖn cùc chuÈn hydro NHE) cña mét sè kim lo¹i trong n-íc biÓn nh©n t¹o ë 25oC .2: Thêi gian ®ãng r¾n hoµn toµn cña nhùa epoxy víi c¸c t¸c nh©n ®ãng r¾n kh¸c nhau [13].3: C¸c amin th«ng dông cho qu¸ tr×nh ®ãng r¾n nhùa epoxy [11] .4: ¶nh h-ëng cña nhiÖt ®é ®ãng r¾n ®Õn kh¶ n¨ng kÕt dÝnh cña epoxyDGEBA víi hai amin bÐo kh¸c nhau [23]. 22 Ch-¬ng 2 THùC NGHIÖM B¶ng 2.1: KÕt qu¶ ®o ®é dµy líp phñ epoxy. 39 Ch-¬ng 3 KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN B¶ng 3.1: Tæng hîp kÝch th-íc vµ diÖn tÝch bÒ mÆt riªng cña c¸c h¹t oxit nan«.

53 DANH MôC ch÷ viÕt t¾c trong luËn v¨n EIS: Electrochemical Impedance Spectroscopy CPE: Constant Phase Element z Më §ÇU ¡n mßn kim lo¹i lµ lÜnh vùc ®Æc biÖt quan t©m cña c¸c quèc gia trªn thÕ giíi bëi nh÷ng thiÖt h¹i to lín do nã g©y ra. NÕu kh«ng cã nh÷ng biÖn ph¸p thÝch øng ®Ó b¶o vÖ chèng ¨n mßn, nh÷ng tai n¹n th¶m khèc cã thÓ x¶y ra do cÇu g·y, nhµ sËp, r¬i m¸y bay, næ lß h¬i n-íc… MÆc dï ®· cã nhiÒu ®Çu t- vµo nghiªn cøu chèng ¨n mßn, nh-ng tæn thÊt bëi ¨n mßn, dï trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp, vÉn ë møc 3% ®Õn 5% tæng s¶n l-îng quèc d©n t¹i c¸c n-íc ph¸t triÓn. ChØ riªng t¹i Mü, tæn thÊt nµy lµ h¬n 100 tû USD vµo n¨m 2000. Mét thùc tÕ lµ trªn thÕ giíi, gÇn mét nöa thÐp ®-îc s¶n xuÊt ra hiÖn nay lµ ®-îc dïng ®Ó thay thÕ cho c¸c cÊu tróc bÞ h- háng.

V× thÕ viÖc b¶o vÖ chèng ¨n mßn lµ rÊt cÇn thiÕt, nhÊt lµ khi n-íc ta ë trong vïng khÝ hËu nhiÖt ®íi víi bê biÓn dµi h¬n 3000 km. ¡n mßn kim lo¹i lµ mét qu¸ tr×nh tù nhiªn theo ®óng quy luËt cña nhiÖt ®éng häc. §ã lµ qu¸ tr×nh biÕn kim lo¹i thµnh oxit cña chÝnh nã. Ng-êi ta còng gäi qu¸ tr×nh ¨n mßn kim lo¹i lµ qu¸ tr×nh luyÖn kim ng-îc, víi luyÖn kim lµ biÕn oxit kim lo¹i (tõ quÆng má) thµnh kim lo¹i.

Do ¨n mßn kim lo¹i lµ mét qu¸ tr×nh kh«ng thÓ tr¸nh khái theo quy luËt tù nhiªn, chóng ta kh«ng thÓ lµm g× h¬n lµ chÊp nhËn nh- mét thùc t¹i vµ tËp trung vµo viÖc chÕ ngù ¨n mßn b»ng c¸ch lµm chËm l¹i tèc ®é hay thay ®æi c¬ chÕ ¨n mßn. Cã nhiÒu c¸ch ®Ó b¶o vÖ chèng ¨n mßn kim lo¹i. C¸ch ®¬n gi¶n vµ th«ng th-êng nhÊt lµ che phñ kim lo¹i b»ng mét líp s¬n nh»m c¸ch ly kim lo¹i vµ ng¨n chÆn sù x©m nhËp cña c¸c t¸c nh©n g©y ¨n mßn tõ m«i tr-êng bªn ngoµi. Epoxy ®-îc sö dông réng r·i lµm líp phñ b¶o vÖ chèng ¨n mßn cho kim lo¹i nhê c¸c ®Æc tÝnh nh- dÔ gia c«ng, rÊt bÒn ho¸ häc, c¸ch ®iÖn tèt vµ b¸m dÝnh tèt víi bÒ mÆt c¸c vËt liÖu kh«ng ®ång nhÊt .Tuy nhiªn, kh¶ n¨ng øng dông cña líp phñ epoxy bÞ h¹n chÕ bëi kh¶ n¨ng chÞu mµi mßn cña nã.

§ång thêi nã l¹i kÐm ng¨n ngõa sù ph¸t sinh vµ lan truyÒn c¸c vÕt nøt xuÊt hiÖn bªn trong lßng líp phñ. H¬n n÷a, do b¶n chÊt -a n-íc nªn c¸c líp phñ epoxy cã Trang 1 z ®é co ngãt thÓ tÝch kh¸ lín khi ®ãng r¾n vµ cã thÓ hÊp thô c¸c ph©n tö n-íc ë m«i tr-êng l©n cËn. Ngoµi ra, c¸c lç rçng bªn trong líp phñ epoxy cã thÓ thóc ®Èy sù di chuyÓn cña n-íc vµ c¸c ho¸ chÊt kh¸c tíi bÒ mÆt kim lo¹i ®Ó ph¸t sinh ¨n mßn bÒ mÆt kim lo¹i vµ lµm bong trãc líp phñ.