Χαρακτηρισμός πολυμερικών επιστρώσεων με νανοπεριέκτες σε μέταλλα για την προστασία τους από διάβρωση σε θαλάσσιο περιβάλλον

Χαρακτηρισμός πολυμερικών επιστρώσεων με νανοπεριέκτες σε μέταλλα για την προστασία τους από διάβρωση σε θαλάσσιο περιβάλλον

Μπαλάσκας Ανδρόνικος (EL)

born_digital_thesis

Διδακτορική Διατριβή (EL)

Doctoral Dissertation (EN)

2012

Υβριδικές επιστρώσεις οργανικά τροποποιημένων πυριτικών ενώσεων και εποξειδικών ρητινών (Organically Modified Silicates, ORMOSILs – epoxy) εφαρμόστηκαν στο κράμα αργιλίου 2024-Τ3 και σε γαλβανισμένο χάλυβα σε υψηλές θερμοκρασίες (Hot Dip Galvanized Steel, HDGS) προκειμένου αυτές να προστατεύσουν τα υποστρώματα από τη διάβρωση. Για την βελτίωση της αντοχής των επιστρώσεων στην διάβρωση ενσωματώθηκαν στην πολυμερική μήτρα νανοπεριέκτες από μολυβδαινικό δημήτριο (CeMo) και οξείδιο του τιτανίου (TiO2), καθώς και pH-ευαίσθητα οργανικά νανοδοχεία πληρωμένα με τους αναστολείς διάβρωσης 2-μερκαπτοβενζοθειαζόλιο, 8-υδροξυκινολίνη, 1H-βενζοτριαζολο-4-σουλφονικό οξύ και εξαφλουοροτιτανικό οξύ. Οι υβριδικές επιστρώσεις εφαρμόστηκαν στο υπόστρωμα με τη διαδικασία εμβάπτισης. Η μορφολογία των επιστρώσεων εξετάστηκε με ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (Scanning Electron Microscopy (SEM)). Η σύνθεση και η δομή τους μελετήθηκε με υπέρυθρη Φασματοσκοπία μετασχηματισμού Fourier (FT-IR) και με μικροανάλυση με φθορισμομετρία ακτίνων Χ (Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDX)). H ηλεκτροχημική φασματοσκοπία σύνθετης αντίστασης (Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS), η dc-πόλωση (dc-polarization) και η μέτριση ανοικτού δυναμικού (open circuit potential, OCP) χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση των αντι-διαβρωτικών ιδιοτήτων των επιστρώσεων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι επιστρώσεις με πληρωμένα νανοδοχεία έχουν αυξημένες αντιδιαβρωτικές ιδιότητες συγκριτικά με τις υπόλοιπες επιστρώσεις εμφανίζοντας και ιδιότητες αυτο-θεραπείας. Τέλος, συντέθηκαν νανόσφαιρες οξειδίου του χαλκού (Cu2O), οι οποίες χαρακτηρίστηκαν με SEM, ηλεκτρονική μικροσκοπία διερχόμενης δέσμης (Τransmission Εlectron Μicroscopy (TEM)) και περίθλαση ακτίνων Χ (X ray Diffraction (XRD)). Οι νανόσφαιρες στη συνέχεια πληρώθηκαν με ουσίες που δρουν ως βιοκτόνα και ενσωματώθηκαν σε βαφές εμπορίου και σε επιστρώσεις βασισμένες σε εποξειδικές ενώσεις και μελετήθηκε η δράση τους ως αντιαποθετικά αντιδραστήρια. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι επιστρώσεις με πληρωμένες νανόσφαιρες Cu2O είχαν μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα σε σύγκριση με τις βαφές εμπορίου με βιοκτόνα μετά από έκθεση σε θαλάσσιο περιβάλλον. (EL)

Organically modified silicate (ORMOSIL) – epoxy coatings were formed on aluminium alloy 2024-T3 and Hot Dip Galvanized Steel (HDGS) in order to protect the substrates from corrosion. In order to enhance the anticorrosive properties of the coatings, organic and inorganic corrosion inhibitors were incorporated into the polymer matrix cerium molybdate (CeMo), titanium oxide (TiO2) nanocontainers and organic pH-sensitive containers loaded with 1H-benzotriazole-4-sulfonic acid (1-BSA), 2-mercaptobenzothiazole (MBT) and H2 TiF6. The ORMOSIL – epoxy coatings were deposited via the dip-coating process. The morphology of the coatings was examined by Scanning Electron Microscopy (SEM). Their composition and structure were investigated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDX). Electrochemical impedance spectroscopy (EIS), dc polarization and Open Circuit Potential (OCP) measurements were used in order to evaluate the anticorrosive properties of the coatings. The results showed coatings with loaded nanocontainers presented advanced anticorrosive properties comparatively to all the other coatings exhibiting self-healing properities. Finally, copper oxide nanospheres (Cu2O) were successfully synthesised and characterized. The resulted containers are characterized by SEM, TEM and XRD. Subsequently, the nanospheres were loaded with biocides and were incorporated into epoxy coatings and commercial coatings and their action as antifouling agents was studied. The results showed that coatings with loaded Cu2O nanospheres had better antifouling effect than commercial coatings with biocides after exposure in marine environment. (EN)

Ελληνική γλώσσα

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Πέργαμος

Διδακτορική Διατριβή