Исследование противокоррозионных свойств эпоксидных композиций методом импедансной спектроскопии
https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-205-212
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
Россия
аспирант,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Российская Федерация
Россия
аспирант,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Российская Федерация
В. В. Мироненко
Иркутский национальный исследовательский технический университет
Россия
аспирант
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Российская Федерация
Россия
аспирант
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Российская Федерация
М. М. Полынская
Иркутский государственный университет путей сообщения
Россия
к.э.н., доцент кафедры управления качества и инженерной графики
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Российская Федерация
Россия
к.э.н., доцент кафедры управления качества и инженерной графики
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Российская Федерация
Е. А. Анциферов
Иркутский национальный исследовательский технический университет
Россия
к.х.н., директор Института высоких технологий
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Российская Федерация
Россия
к.х.н., директор Института высоких технологий
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Российская Федерация
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
Рецензия
Для цитирования:
Полынский И.В., Мироненко В.В., Полынская М.М., Анциферов Е.А. Исследование противокоррозионных свойств эпоксидных композиций методом импедансной спектроскопии. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020;10(2):205-212. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-205-212
For citation:
Polynskii I.V., Mironenko V.V., Polynskaya M.M., Antsiferov E.A. Impedance spectroscopy study of anticorrosive properties of epoxy compositions. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2020;10(2):205-212. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-205-212
Просмотров:
447
Послать статью по эл. почте 