MỞ ĐẦU Kim loi là vật liệu quan tọng nhất mà con người cần dùng tong chế tạo các loi công cụ, vật dụng. Nhưng kim loại rất dễ bị n môn rong không khí. Hằng năm khoảng 30% tổng lượng kim loại của thế sii mit i do Sn mn, tong độ người la chỉ thu hdi duge khoảng 204, còn 10% mắt hoàn toàn. Ngoài gay thige hai rye ti kinh tế, ăn môn kim loại gián tiếp làm ảnh hưởng tới mỗi trưởng và an toàn lao động.
Nhất là trong điều kiện không khí nhiệt đối nóng ẩm ở nước ta, sự ăn môn c Xây ra dé ding, vi vay bảo vg kim loại khỏi ăn môn cỏ ÿ nghĩa rất quan rọng đổi với nên kinh tế quốc dân, Dũng sơn phủ bảo vệ chống ăn môn là biện pháp bảo vệ kảm loại một cách phổ biển, được coi à hiệu quả hơn cả và được phát tiễn mạnh mẽ trong những năm gần đây. Sơn epoxy là loi sơn chống ăn môn tốt, có độ bám dính cao vớ nhiễu loi vật liệu, được sử dụng trong lĩnh vực biển, khu vực đưới nước, sàn nt tàu, hẳm tàu, các loại thùng chứa. Sơn epoxy là loại sơn chịu hóa chất, thời tiế, môi trường và cả ta từ ngoại Trong hành phần của sơn, ngoài chất tạo màng bần với khí quyễn, ‘on phải chọn bột màu và bột độn thích hợp để tạo hệ đổ g nhất với chất tạo mảng khí sơn khô, do đó trên nền hệ chất đóng rắn mới AED và ADE (AED;) đã được thực hiện ở để tài CCS 2000-11 [I7], chứng tôi tến bành chế ạo và khảo sắt ơn epoxy chống ăn mòn trên sơ sở các hệ bột màu: oxyt sắt, photphat kẽm, cromat kẽm, cromat chỉ và bột kẽm: Nội dung nghiên cứu của để tài bao gồm 3 nhiệm vụ chính 1- Tổng hợp các adduct AED và ADE?ding lam chit ding sin cho som epoxy. 2 Ché tgo sơn lốt và sơn phủ epoxy; khảo sát các thông số kỹ thuật, các tính chất cơ lý trên co sở các hệ bột mẫu đã nêu.
3- Bằng các phương pháp phơi mẫu tự nhiên, mù sương muối, solarbox, tổng. trở điện hóa, ngâm môi ưởng( HNO,, H2S „ NHOH,.) Khảo sat lính chống ăn môn của chúng, 2- TONG QUAN 2. NHUA EPOXY Nya pony trén co si onyt ety (oxian) cũng các chất đồng đng hoặc các dẫn suất của nó, hầu như luôn được dùng bằng cách kết hợp với chất đóng tấn, được xếp loại lànhựa nhiệt rấn [38] 211. Phản ứng tổng hợp nhựa epoxy: Nhựa cpoxy phổ biển và quan trọng nhất là nhựa tạo thành từ sản phẩm phân ứng của bisphenol A và cpielohydin [2611271 141]43)144] $ Biaphenol A được điều chế bằng cách cho aveton phản ứng với một lượng dư phenol ở nhiệt độ 50°€ trong môi trường axit mạnh như axit sunfurie 75% hoge HCL OH ọ$ 2 +RịC-Ê—cg, PH= Lộ w OE en dioxydiphenylpropan( DPP hay bisphenol A) Bisphenol A là tình thể màu nâu, có nhiệt độ nóng chảy 155- 157", không tan trong nước, dễ tan trong rượu và avetoa.
$ Epiclohydrin (ECH) được tổng hợp từ propylen: _=. My 72+ +Ch CI-CH;-CH allyl clorua —CH;—CH=CH; + H;0/C; CI—CH;—CH=CH; “1 ——— CI—CHạ—cH—cH :g ona k CI—CH/—CH—CH; sMOH —m CTCHCCHCCH; ou a ư epielohydrin Epiclobydrin là chất lỏng rong suốt, không mâu, không lan trong nước nhưng tan trong benzen, toluen, axeton, rượu và các dung mối khác. Nhiệt độ sôi: 116 117°C; ty trong ở 20°C: I,IS0T giemŸ; hệ số chiết suấtnDỀ = 1.4358 [1] $ˆ Phản ứng ngung ty cia bisphenol A và ECH để tổng hợp nhựa epoxy thường sử dụng xúc tác kiểm theo hai giai đoạn: + Giai đoạn1: Là giai đoạn kết hợp, phản ứng tỏa nhiệt mạnh (AH = - 17,09 KCsl/mol), xây ra nhanh ở nhiệt độ 60 - 10C: gH NaoH 2ercy-cason + Ho Ề CÁon v oy CH: crcry-en—cmy-o-C_)-¢-4) 0-H crc OH CH; OH Nhóm epoxy của epiclohydrin tác dụng với hydro cia bis phenol A, sin phim tạo ra có nhóm - OH bậc 2 ở vị trí% - so với nguyên tử do, Ở vị tí như vậy, trong môi trường kiểm xây ra phản ứng tách loại HCI (khí) và tạo nhóm cpoxy mới. * Giai đoạn 2: Giai đoạn tách HCI, phản ứng thủ nhiệt (AI 28,09 KCal/mol), xây ra chậm oH, Na a cron crc )-¢-{)-0-c1- gcc — ou Gi, ou He ut newen—c-—0—{_)-8-)-0—cH ct SoH, +281 ø CHỊ oO Vì có thêm một lượng nhit sinh ra do hoa tan va trung hoa khí HCI nên tổng hợp lượng nhiệt thủ và tỏa iì phân ứng tạo nhựa epoxy là phản ứng tỏa nhiệt í: (AH =- 4,18 KCaVimol.
Khi ty lệ moi ECH/DPP < 2 tì nhận được nhựa (olgome) có công thức tổng quát như sau ins?) OHO -— Ch 0h +4 nh (al mì) TỰạ¢ 3 +g sa|SO-EDOegel °OO2seeage Nhựa epoxy có phân từ lượng M 300 - 1800 tùy thuộc vào tỷ lệ moi giữa. ECH/DPP, nhiệt độ, thời gian phản img, ning độ NaOH sử dụng và phương thức tiến hành tông hợp. Phân loại nhựa epoxy : [39] Để tăng cường độ chịu nhiệt hay để tăng độ mễm dẻo, giảm độ bắt cháy của nhựa epoxy, người ta còn sử dụng một số loại epoxy khác như epoxy-novolac, epoxy. amin, epoxy vòng no.
Có thể phân loại nhựa epoxy theo Š nhóm sau day 6) ) Giyeidyl Giyeidylete ROO- CH. CH` CH Ai) Glycidylester R=C—O~CH—CH—CH, I w ° (i0 Giyeidylamin RORN— CHL CHT CH ư (iv) Mach thing, no: (v) Mach vòng, no Nhựa epoxy trong nhóm từ @) - (lữ) thường được điều chế bằng phản ứng ngưng tụ giữa dil, diext boặc diamin thích hợp với ECH, có sự tách loại những phân tử nhỏ như HCI * Các olefin epoxy hoa nhóm (iv) (v) được tạo thành bởi phần ứng cộng -quá trình peroxit hóa liên kết đồi của oleïn bằng penvit như peoxit axeie 2. Tinh chat cita nhya epoxy 2.146] "Nhựa cpoxy khi chưa đóng rắn là loi nhựa nhí cđếo, có mầu từ vàng sáng đến tri bt, ở đạng lồng (M < 450), đặc (300 < M < 800) và rắn (M > 1000) ty thuộc vào khối lượng phân tử( KLPT) của nhựa. ~ Nhựa epoxy tan tốt trong các dung môi hữu cơ như xeton, axetat, hydrocacbon.
Nhựa epoxy không tan trong các dung môi hydroeacbon mạch thủng (white spiri, xăng). - Nhựa epoxy trộn hợp được với nhya ure-fomaldehyt, melami fomaldchyt, phenol -foraldehy,nitroxenllo, polyest, polysunit, - Nhựa cpoxy dạng lòng dễ dàng chuyển sang rạng thái nhit rắn khỉ sử dụng các chất đông rắn nóng như anhydrit philie AB, anhydrit maleic AM. hay các chất đồng rắn nguội như polyamin, polyamit, polyizoxyana,. vi kèm theo hiện tượng co ngốt (khoảng 05 ~ 2% tùy theo loi chất đông rắn) ~ Nhựa epoxy sau khi đồng ấn có một loạt những tính chất quí bầu như: bám dính tố với nhiễ loại vật liệu khác nhau (đo nhựa có liền kết ete va nhém hydroxy) nha hoe, dae i ới kim, độ bền cơ học cao, cách điện ốt có ngót và bên nhiệt din 160- “Tính chất của nhựa được quyết định bởi trọng lượng phân tử của nó, ví dụ như loại KLPT thấp sử dụng làm vật liệu campoziL, keo din, loại KLPT lớn sử dụng lâm sơn, veeni,.
Nhựa epoxy được ứng dụng rất rộng rãi rong mọi lĩnh vực kỹ thuật, trong đồi sống và được n xuất ở rất nhiễu nước khác nhau trên thể giới, Mỗi băng sản xuất có một tên gọi và mã số tương ng của từng loại nhựa khác nhau, ~ Mỹ: * Dow Chemical: DER S57 , 660, 661,.669 * Shell Chemical: Epon 1001, 1004, 1007 ,1009 - Trung Quốc: E 44, BG 101, -Nga :ED14,ED16,ED20,ED22, Bảng 3: Các đặc tính KS thud ia nha enon (3111 (390) “Tính chất Giá trị ~ Tỷ trọng, glemˆ 121,25 - Nhiệt độ chảy m Long: 140 Nhiệt độ phân hủy ,°C 340 - 50 Hệ số gian dai, mC (45-65). l0 ~ Hệ số dẫn nhiệt, KCal/m 0.17 Tang góc tổn hao điện +Ö20'C 0,001-0,002 +ا0*C 0,03 - 005 Điện trở suất, @ em: +Ở 20C: 10! +Ở SỨC: 10"! Điện thể đánh thủng, KV/mm 25-30 Bang 22: Thing 3669 had ca md nen apa dung [30}.140) hóm chức hoại động epoxy va hydroxyl, 66 thé tham gia ào nhiều loại phản ứng khác nhau. Tuy nhiên, ty thuộc vào khối lượng phân từ của nhựa mà nhựa thể hiện tính chit theo nhóm chức trội ơn * Khin <3 (M < 1200); số nhóm epoxy chiếm da số nên phản ứng hóa học đặc trang fi ca nm epoxy.< 10(1200 <M < 3000): tn ti ct ai nm epoxy va hydroxyl v6i sổ lượng tương đương nên phản ứng đặc trứng à của cả hai nhóm poxy và hÿdroxyl * Khi n > 10 (M > 3000: số nhóm hyiroxyl chiếm đa số nên phản ứng hóa học đặc trưng là của nhóm hydroxyl a- Khả năng phản ứng của nhém epoxy. Phan ứng đặc trừng của nhóm epoty là phân ứng cộng mỡ vòng epoxy.
Tuy thuộc vào tác nhân tham gia mà phản ứng xây ra heo các cơ chế khác nhau Với tác nhân ái nhân (nueleophin): HX Thân ứng xây ra theo cơ chế SNạ, tác nhân ái nhân tắn công vào cacbon có ít nhóm thể hơn của vòng [31], [39] ýa cox a oY bya SC bi + Với tc nhân i điện từ (elecophin) Thân ứng xây ra theo cơ hế SN, bấ đầu bằng sự tạo hành anion epoxy {aleoxit anion). Khi có mặt các chat cho proton H (R'OH ) như rượu, phenol, axit,. phản ứng xảy ra thuận lợi hơn và các chất này thường được sử dụng làm xúc tác cho phin ing déng rin nha epoxy. Heh sử + x ———- b Kha ning phan ing tia nhom hydroxyl: Nhóm hydroxyl trong nya e6 host tinh yéu hom nhém epoxy, nén khả năng phi Ging kêm hon, thường xây ra ở nhiệt 9 cao, Lie dd alia hydroxyl 6 thé tham, ga Vào các phản ứng esle hóa, ete hoa Cơ chế phản ứng xảy m khác nhau tầy thuộc vào tác nhân đóng rắn và điều kiện phản ứng ắc nhân ái điện tử (lectopbin): Phần ứng xây rà khi cổ mặt ptoton HỲ ROH + HY —» RO ⁄ “Tác nhân ái nhân (nueleophin) Phân ứng xảy ra ở nhiệt độ cao khi không có xúc tác hoặc ở nhiệt độ tháp.
khi có Xúc tác axit mạnh. ~ Cơ chế phản ứng: ® Khi không có xúc tác: otis `. —d—~ sr†—" trco—=o [ `“ [Ị H Khi có mật axit vô cơ mạnh: bá phân ứng hóahọc vừa nên được sử dụng ong ee phi nghiền nh và đông tấn nhựa cpox 2.14, Do kh ning link ow của các chức mà nhựa được dụng et rng ri tong hing owt ứng dạng cổng ngiệp, được mổ tong các nànhsa đ Ứng dạng rong công nghiệp sơn vàchất bao ph chẳng n môn 2. Công nghiệp vật liệu cách điện, công nghiệp điện do khả năng chịu nhiệt và cách điện cao, 3.
Hợp chất dùng để chế tạo khuôn đúc, n lụa mẫu vẽ và dụng cụ. -4 Trong công nghiệp xây dựng là chất kết dính kết cầu trong bểtông, chống thắm, bộttrết trong xây đựng nhà cửa và đường cao tốc, bột bịt kín và rong những ứng.