Microcapsule based self-healing systems in anticorrosive epoxy coatings
Yükleniyor...
Tarih
2016
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
In the present study, a new self-healing epoxy coating system for corrosion protection having microcapsule (MC) has been produced. The superiority of the present system evolves from the utilization of the environmentally friendly drying oils as Linseed oil and Tung oil and their alkyds for the healing agents instead of commonly used ones which necessitate the use of catalyst. This study involves the determination of urea-formaldehyde reaction conditions to produce an appropriate poly(urea-formaldehyde) resin for the shell structure of the MCs. Thereafter the encapsulation by means of in-situ polymerization has been studied with the parameters as the effect of medium pH, the amount of NH4Cl and resorcinol couple, the type and amount of surfactant and the type and rate of stirring. Optical microscopy (OM) has been utilized to follow the reaction. FTIR and NMR techniques have revealed the structure of MCs. TGA and SEM analysis has been utilized, as well. The models obtained employing an experimental design program revealed that capsules of 50 to 300 µm diameter produced using PVA as surfactant 20 to 60 mL. Furthermore, the capsules have been embedded in epoxy resin and then epoxy films and coatings have been characterized. The incorporation of capsules into the epoxy matrix results in decreasing of water vapor permeability (WVP) and adhesion strength. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) studies revealed that the charge transfer resistance of coating which is a measure of corrosion resistance increases as well. The self-healing efficiency of the epoxy coatings were between 53 and 78% .
Bu çalışmada mikrokapsül içerikli kendini iyileştiren korozyon önleyici yeni nesil epoksi kaplama sistemleri üretilmiştir. Katalizöre gerek duyulmadan çevre dostu kuruyabilen yağ olarak bilinen keten tohum yağı, tung yağı ve bu yağlar ile üretilmiş alkid reçineler iyileştirici madde olarak kullanılmıştır. Kapsül kabuğunu oluşturan poli-üre formaldehit (PÜF) reçinesinin uygun özelliklerde üretilmesi için gereken üre-formaldehit tepkime koşulları saptanmıştır. Çalışmanın devamında ortam pH'ı, NH4Cl ve resorsinol ve miktarı, yüzey aktif madde türü ve miktarı, karıştırma hızı parametrelerinin yerinde polimerleşme tepkimesi ile gerçekleşen kapsülleme sürecine etkileri çalışılmıştır. Tepkimenin ilerleyişi optik mikroskop (OM) ile izlenmiştir. FTIR ve NMR teknikleri ile reçinelerin kimyasal yapıları aydınlatılmıştır. Kapsüllerin ısıl özellikleri TGA ile, morfolojileri SEM görüntüleri ile incelenmiştir. Deney tasarım programı ile yapılan çalışmada 20-60 mL PVA kullanılarak 50-300 µm boyutundaki kapsüller elde edilmiştir. Kaplamaya uygun kapsüllerin epoksi reçinesine eklenmesiyle elde edilen filmin ve kaplamanın karakterizasyonu yapılmıştır. Kapsül eklenmesi ile kaplamanın su buharı geçirgenliği ve yüzeye yapışma özelliği azalmıştır. Elektrokimyasal Empedans Spektroskopi (EIS) tekniği ile yapılan çalışmalarda, kaplamaların yük iletim direncini arttırarak korozyona karşı koruyucu özellik kazandırıldığı ortaya çıkmıştır. Kapsül içeren epoksi kaplamaların kendini iyileştirme başarımı 53-78% olarak bulunmuştur.
Bu çalışmada mikrokapsül içerikli kendini iyileştiren korozyon önleyici yeni nesil epoksi kaplama sistemleri üretilmiştir. Katalizöre gerek duyulmadan çevre dostu kuruyabilen yağ olarak bilinen keten tohum yağı, tung yağı ve bu yağlar ile üretilmiş alkid reçineler iyileştirici madde olarak kullanılmıştır. Kapsül kabuğunu oluşturan poli-üre formaldehit (PÜF) reçinesinin uygun özelliklerde üretilmesi için gereken üre-formaldehit tepkime koşulları saptanmıştır. Çalışmanın devamında ortam pH'ı, NH4Cl ve resorsinol ve miktarı, yüzey aktif madde türü ve miktarı, karıştırma hızı parametrelerinin yerinde polimerleşme tepkimesi ile gerçekleşen kapsülleme sürecine etkileri çalışılmıştır. Tepkimenin ilerleyişi optik mikroskop (OM) ile izlenmiştir. FTIR ve NMR teknikleri ile reçinelerin kimyasal yapıları aydınlatılmıştır. Kapsüllerin ısıl özellikleri TGA ile, morfolojileri SEM görüntüleri ile incelenmiştir. Deney tasarım programı ile yapılan çalışmada 20-60 mL PVA kullanılarak 50-300 µm boyutundaki kapsüller elde edilmiştir. Kaplamaya uygun kapsüllerin epoksi reçinesine eklenmesiyle elde edilen filmin ve kaplamanın karakterizasyonu yapılmıştır. Kapsül eklenmesi ile kaplamanın su buharı geçirgenliği ve yüzeye yapışma özelliği azalmıştır. Elektrokimyasal Empedans Spektroskopi (EIS) tekniği ile yapılan çalışmalarda, kaplamaların yük iletim direncini arttırarak korozyona karşı koruyucu özellik kazandırıldığı ortaya çıkmıştır. Kapsül içeren epoksi kaplamaların kendini iyileştirme başarımı 53-78% olarak bulunmuştur.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Microcapsule, Self-healing System, Urea-Formaldehyde, Linseed Oil, Alkyd Resin, Epoxy Resin, Mikrokapsül, Kendini İyileştiren Sistem, Üreformaldehit, Keten Tohumu Yağı, Epoksi Reçine
