Исследование противокоррозионных свойств эпоксидных композиций методом импедансной спектроскопии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Металлы и их сплавы являются важными конструкционными материалами. Воздействие окружающей среды на металлические изделия и конструкции приводит к самопроизвольному разрушению, которое происходит в  результате их электрохимического или химического взаимодействия с окружающей средой. Для защиты  металлических изделий от коррозии используют эпоксидные смолы и композиционные материалы. Поглощение воды и диффузия в эпоксидных покрытиях может вызвать электрохимические реакции на границе раздела полимер–металл, которые являются основной причиной разрушения металлов с полимерным покрытием в условиях эксплуатации. Цель настоящей работы – исследовать антикоррозионное поведение эпоксидных композиций после сернокислотного воздействия. Методом импедансной спектроскопии исследованы эпоксидные покрытия на стальной основе. В состав эпоксидного связующего входили смолы на основе бисфенола А, отвержденные различными аминными отвердителями. Для выявления структурных изменений материалов и изменения их защитных свойств проводилось моделирование воздействия агрессивной среды: 30-дневная выдержка в концентрированной серной кислоте. Получены годографы импеданса исследованных систем, предложены эквивалентные схемы для аппроксимации экспериментальных данных. Высокая пористость эпоксидной системы на основе NPEK-114L приводит к увеличению скорости коррозии. Растворение продуктов коррозии при более длительном времени испытаний и, как следствие, более высокая диффузия коррозийных ионов в покрытии вызывают снижение коррозионной стойкости. Эпоксидные композиции на основе смолы NPEL-128 (олигомерный продукт на основе диглицидилового эфира дифенилолпропана) показали улучшенные антикоррозионные характеристики. Установлено, что добавка алкил-глицидилового эфира для уменьшения вязкости смолы NPEK-114L ухудшает защитные свойства композита при воздействии кислоты.

Об авторах

И. В. Полынский

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: polinigor@yandex.ru

В. В. Мироненко

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: mironenko_vv@istu.edu

М. М. Полынская

Иркутский государственный университет путей сообщения

Email: marypo1976@yandex.ru

Е. А. Анциферов

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: antsiferov@istu.edu

Список литературы

  1. Dagdag O., Galai M., Touhami M. Ebn, Essamri A., Elрarfi A. Electrochemical study of the polymer behavior of an epoxy coating on carbon steel in 3 % NaCl using polarization curves and SIE // Journal of Materials and Environmental Science. 2016. Vol. 7. Issue 9. P. 3454–3464.
  2. Xuan H.T.T., Truc T.A., Olivier M.-G., Vandermiers C., Guérit N., Pébère N. Corrosion protection mechanisms of carbon steel by an epoxy resin containing indole-3 butyric acid modified clay // Progress in Organic Coatings. 2010. Vol. 69. Issue 4. P. 410–416. htts://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2010.08.004
  3. Azadi M., Bahrololoom M.E., Olya M.J. EIS Study of Epoxy Paints in Corrosive Environments with a New Filler: Rice Husk Ash // Progress in Color, Colorants and Coatings. 2016. Vol. 9. Issue 1. P. 53–60.
  4. Volmajer N.K., Steinbücher M., Berce P., Venturini P., Gaberšček M. Electrochemical Impedance Spectroscopy Study of Waterborne Epoxy Coating Film Formation // Coatings. 2019. Vol. 9. Issue 4. P. 254. htts://doi.org/10.3390/coatings9040254
  5. Kharitonov D.S., Kurilo I.I., Zharskii I.M. Effect of sodium vanadate on corrosion of AD31 aluminum alloy in acid media // Russian Journal of Applied Chemistry. 2017. Vol. 90. Issue 7. P. 1089–1097. https://doi.org/10.1134/S1070427217070102
  6. Журавлёва А.С., Петрова О.Д., Кузьмин М.П., Кузьмина М.Ю. Влияние условий электрохимического оксидирования на морфологию и устойчивость анодных пленок ZnO // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. N 1 (108). С. 107–115.
  7. Xing X., Xu X., Wang J., Hu W. Preparation and inhibition behavior of ZnMoO4/reduced graphene oxide composite for Q235 steel in NaCl solution // Applied Surface Science. 2019. Vol. 479. P. 835–846. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.02.149
  8. Rodriguez-Gomez F.J., Valdelamar M.P., Vazquez A.E., Del Valle Perez P., Mata R., Miralrio A., et al. Mycophenolic acid as a corrosion inhibitor of carbon steel in 3 % wt. NaCl solution. An experimental and theoretical study // Journal of Molecular Structure. 2019. Vol. 1183. P. 168–181. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.12.035
  9. Bhaskaran, Pancharatna P.D., Lata S., Singh G. Imidazolium based ionic liquid as an efficient and green corrosion constraint for mild steel at acidic pH levels // Journal of Molecular Liquids. 2019. Vol. 278. P. 467–476. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.01.068
  10. Bambara G., Lunazzi G.C., Martini В. Electrochemische Aspekte des Versagens von organischen Uberzugen // Werkstoffe und Korrosion. 1982. Bd. 33. N 11. S. 610–617.
  11. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные материалы. М.: Металлургия, 1986. 359 с.
  12. Осипов П.В., Осипчик В.С., Смотрова С.А. Регулирование свойств эпоксидных олигомеров // Успехи в химии и химической технологии. 2008. Т. 22. N 5 (85). С. 53–56.
  13. Barsoukov E., MacDonald JR. Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications Second Edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Interscience, 2005. 595 p. https://doi.org/10.1002/jrs.1558
  14. Стройнов З.Б., Графов Б.М., Саввова-Стройнова Б., Елкин В.В. Электрохимический импеданс. М.: Наука, 1991. 33 с.
  15. Orazem M.E., Tribollet B. Electrochemical Impedance Spectroscopy. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Interscience, 2008. 523 p. https://doi.org/10.1002/9780470381588
  16. Залесова О.Л., Ярославцева О.В., Соловьев А.С., Рудой В.М. Использование импедансной спектроскопии для определения влияния объемной концентрации пигмента на структурные свойства эпоксидного покрытия // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. N 14. С. 136–139.
  17. Котлярова И.А., Степина И.В., Илюшкин Д.А., Цветков И.С. Оценка влияния полярности дисперсных наполнителей на структуру и водопоглощение эпоксидных материалов // Вестник МГСУ. Научно-технический журнал по строительству и архитектуре. 2019. Т. 14. N 6. С. 690–699. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2019.6.690-699
  18. Gong W., Yin X., Liu Y., Chen Y., Yang W. 2-Amino-4-(4-methoxyphenyl)-thiazole as a novel corrosion inhibitor for mild steel in acidic medium // Progress in Organic Coatings. 2019. Vol. 126. P. 150–161. https://doi.org/10.1016/j.porg-coat.2018.10.001
  19. Mazumder M.A.J. Synthesis, characterization and electrochemical analysis of cysteine modified polymers for corrosion inhibition of mild steel in aqueous 1M HCl // RSC Advances. 2019. Vol. 9. Issue 8. P. 4277–4294. https://doi,org/10.1039/C8RA09833

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


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».