Наноструктурированные частицы алмаза в разработке защитных антикоррозионных эпоксидных покрытий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе наноструктурированные частицы алмаза были рассмотрены в качестве наполнителей для эпоксидных покрытий. Наноалмазы и алмазная шихта, полученные в результате детонационного синтеза из смеси тротила и гексогена, были охарактеризованы методами ИК спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и термического анализа. Показано, что наноалмазы характеризуются термической устойчивостью до 450°C и повышают термическую устойчивость эпоксидного покрытия. Изучено влияние наноалмазов и алмазной шихты в зависимости от их количества и условий синтеза на физико-механические свойства (твердость, краевой угол смачивания, адгезия, прочность при ударе и изгибе) эпоксидных покрытий. Представлены результаты исследования антикоррозионной устойчивости эпоксидных покрытий с 10 мас. % наноалмазов в сравнении с покрытием на основе полиметилфенилсилоксановой смолы с использованием методов потенциодинамической поляризации, линейного поляризационного сопротивления и импедансометрии, дополненных натурными испытаниями в условиях влажного тропического климата.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. А. Кондратенко

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

Н. К. Голубева

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034; ул. Политехническая, д. 29, Санкт-Петербург, 195251

А. Г. Иванова

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

В. Ю. Долматов

ФГУП “Специальное конструкторско-технологическое бюро “Технолог”

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, Советский пр., д. 33а, Санкт-Петербург 192076

В. Л. Уголков

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

О. А. Загребельный

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

В. А. Алексеев

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

Chi Văn Nguyễn

Coastal Branch – Vietnam Russian Tropical Center

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Вьетнам, Nha Trang, Khanh Hoa

Т. А. Кочина

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук

Email: kondratencko.iulia@yandex.ru
Россия, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург, 199034

Список литературы

  1. Sehrish H., Amani H., Ramazan K. et al. // Mater. Des. 2021. V. 207. Article № 109839.
  2. Hosseinpour A., Abadchi M.R., Mirzaee M. et al. // Surf. In. 2021. V. 23. Article № 100994.
  3. Pourhashem S., Saba F., Duan J. et al. // J. Ind. Eng. Chem. 2020. V. 88. P. 29.
  4. Dave P.N., Chopda L.V., Sahu L. Applications of Nanomaterials in Corrosion Protection Inhibitors and Coatings. In: Functionalized Nanomaterials for Corrosion Mitigation: Synthesis, Characterization, and Applications // ACS Symposium Series 2022. V. 1418. P. 189.
  5. Кочина Т.А., Кондратенко Ю.А., Шилова О.А. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2022. Т. 58. № 1. С. 86–112.
  6. Ubaid F., Radwan A.B., Naeem N. et al. // Surf. Coat. Technol. 2019. V. 372. P.121.
  7. Scalarone D., Lazzari M., Chiantore O. // Polym. Degrad. Stab. 2012. V. 97. № 11. P.2136.
  8. Feng Y., Cheng Y.F. // Chem. Eng. J. 2017. V. 315. P. 537.
  9. Lin B., Zhou Sh. // Prog. Org. Coat. 2017. V. 106. P. 145.
  10. Habib S., Fayyad E., Nawaz M. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 791.
  11. Nawaz M., Shakoor R.A., Kahraman R. et al. // Mater. Des. 2020. V. 198. № 109361.
  12. Behzadnasab M., Mirabedini S.M., Kabiri K. et al. // Corros. Sci. 2011. V. 53. P. 89.
  13. Lv X., Li X., Li N. et al. // Surf. Coatings Technol. 2019. V. 358. P. 443.
  14. Dhoke S.K., Khanna A.S., Sinha T.J.M et al. // Prog. Org. Coat. 2009. V. 64. P. 371.
  15. Aung M., Li W. J., Lim H. N. // Ind. Eng. Chem. Res. 2020. V.59. P. 1753.
  16. Khan A., Hassanein A., Habib S. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces.2020. V. 12. P. 37571.
  17. Shchukina E., Grigoriev D., Sviridova T. et al. // Prog. Org. Coat. 2017. V. 108. P. 84.
  18. Vahedi F., Shahverdi H.R., Shokrieh M.M. et al. // Neq. Carbon Materials. 2014. V. 29. № 6. P. 419.
  19. Ma Ch., Liu H., Du X. et al. // Compos. Sci. Technol. 2015. V. 114. P. 126.
  20. Hang T.T.X., Truc T.A., Duong N.T. et al. // Prog. Org. Coat. 2012. V. 74. № 2. P. 343.
  21. Li D., Wang F., Yu X. et al. // Prog. Org. Coat. 2011. V. 71. P. 302.
  22. Meng L., Soucek M.D. // Prog. Org. Coat. 2019. V. 130. P. 168.
  23. Куркин Т.С., Тикунова Е.П., Яблокова М.Ю. и др. // Докл. РАН. 2014. Т. 457. № 1. С. 53.
  24. Kirkland N.T., Schiller T., Medhekar N. et al. // Corros. Sci. 2012. V. 56. P. 1.
  25. Chang K., Hsu M., LuH. et al. // Carbon. 2014. V. 66. P. 144.
  26. Ramezanzadeh B., Ghasemi E., Mahdavian M. et al. // Carbon. 2015. V. 93. P. 555.
  27. Долматов В.Ю. // Успехи химии. 2007. Т. 76. №4. С. 375. [Dolmatov V. Yu. // Russ. Chem. Rev. 2007. V. 76. № 4. P. 339]
  28. Долматов В.Ю. // Успехи химии. 2001. Т. 70. № 7. С. 706. [Dolmatov V. Yu. // Russ. Chem. Rev. 2001. V. 70. № 7. P. 607.]
  29. Voznyakovskii A.P., Dolmatov V.Y., Shumilov F.A. // J. Superhard Mater. 2014. V. 36. P. 165.
  30. Долматов В. Ю., Сущев В.Г., Марчуков В.А. и др. Пат. № 2109683 // Бюл. изобр. 1996. С. 5
  31. Dolmatov V.Yu., Ozerin A.N., Kulakova I. I. et al. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. № 12. P. 1428. [Долматов В. Ю., Озерин А. Н., Кулакова И. И. и др. // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 12. С. 1428.]
  32. Shakun A., Vuorinen J., Hoikkanen M. et al. // Composites Part A. 2014. V. 64. P. 49.
  33. Haleem Y.A., Liu D.B., Chen W.X. et al. // Composites Part B. 2015. V. 78. P. 480.
  34. Хамова Т.В., Шилова О.А., Власов Д.Ю. и др. // Неорган. материалы. 2012. Т. 48. № 7. С. 803. [Khamova T.V., Shilova O.A., Vlasov D.Y. et al. // Inorg. Mater. 2012. V. 48. № 7. P. 702.]
  35. Кондратенко Ю.А., Голубева Н.К., Иванова А.Г. и др. // ЖПХ. 2021. Т. 94. № 10–11. С. 1309–1319.
  36. Голубева Н.К., Кондратенко Ю.А., Иванова А.Г. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. Т. 59. № 2. С. 211–220.
  37. Tait W.S. // Chapter 5 – Electrochemical Corrosion Basics. In: Handbook of Environmental Degradation of Materials. 2018. P. 97–115.
  38. Mattsson E. // Basic Corrosion Technology for Scientists and Engineers. Ellis Horwood, 1989. 193 p.
  39. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии / Под ред. Семеновой И.В. М.: Физматлит, 2002. 336 с.
  40. Petit T., Puskar L. // Diamond Relat. Mater. 2018. V. 89. P. 52.
  41. Laporta M., Pegoraro M., Zanderighi L. // Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. V. 1. P. 4619.
  42. Xu N. S., Chen J, Deng S. Z. // Diamond Relat. Mater. 2002. V. 11. P. 249.
  43. Chen J., Deng S.Z., Chen J. et al. // Appl. Phys. Lett. 1999. V. 74. № 24. P. 3651.
  44. Liu S., Gu L., Zhao H., et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2016. V. 32. P. 425.
  45. Suleiman R., Khalil A., Khaled M., et al. Hybrid organosilicone materials as efficient anticorrosive coatings in marine environment. In: Marine Coatings and Membranes / Central West Publishing, Australia, 2019, P. 81–114.
  46. Bahremand F., Shahrabi T., Ramezanzadeh B. // J. Hazard. Mater. 2021. V. 403. № 123722.
  47. Deyab M.A., El Bali B., Mohsen Q. et al. // Sci. Rep. 2021. V. 11. № 8182.
  48. Chhetri S., Samanta P., Murmu N.C. et al. // J. Compos. Sci. 2019. V. 3. № 11.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ИК-спектры НА-I и НА-II.

Скачать (116KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Электронные микрофотографии (а) АШ-I; (б) АШ-II; (в) НА-I; (г) НА-II.

Скачать (321KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кривые ТГ и ДСК: (а) НА-I и АШ-I; (б) покрытия состава 8 и эпоксидной матрицы (ЭП).

Скачать (194KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микрофотографии образцов после термического анализа при 24×кратном увеличении: (а) НА-I (950°С); (б) АШ-I (820°С); (в) покрытия состава 8 (1000°С).

Скачать (117KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Внешний вид образцов покрытий составов 6 (обозначение Г-1) и 12 (обозначение Д-1) после 2 месяцев экспозиции на открытом испытательном стенде (Ханой, СР Вьетнам).

Скачать (202KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Потенциодинамические поляризационные кривые стальных пластин с покрытием состава 6 (а) и 14 (б) после экспозиции в 3%-ном растворе NaCl.

Скачать (165KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Потенциодинамические поляризационные кривые, построенные в полулогарифмических координатах, пластин с покрытиями составов 6 и 14 и пластины без покрытия после экспозиции в 3%-ном растворе NaCl.

Скачать (84KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Эквивалентная электрическая схема: Rs – сопротивление электролита; Rc – сопротивление слоя, образуемого покрытием; Rct – сопротивление переноса заряда в окислительно-восстановительных реакциях на границе металл-электролит; CPEc – емкость покрытия и CPEdl – емкость двойного слоя на границе металл–электролит.

Скачать (31KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Импеданс покрытия состава 14 после 29 суток экспозиции в 3%-ном растворе NaCl. Сплошная линия – экспериментальный импеданс, пунктирная линия – аппроксимация импеданса в программе ZView.

Скачать (61KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».