Nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại trên cơ sở nhựa epoxy biến tính silan và phụ gia nano zno biến tính hữu cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - LÝ THỊ NGỌC LIÊN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO LỚP PHỦ BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY BIẾN TÍNH SILAN VÀ PHỤ GIA NANO ZnO BIẾN TÍNH HỮU CƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỮU CƠ Hà Nội – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - LÝ THỊ NGỌC LIÊN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO LỚP PHỦ BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY BIẾN TÍNH SILAN VÀ PHỤ GIA NANO ZnO BIẾN TÍNH HỮU CƠ Chun ngành: Hóa hữu Mã số: 44 10 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Thái Hoàng TS Nguyễn Thúy Chinh Hà Nội – 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “Nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại sở nhựa epoxy biến tính silan phụ gia nano ZnO biến tính hữu cơ” luận văn cơng trình nghiên cứu tơi dựa tài liệu, số liệu tơi tự tìm hiểu nghiên cứu hướng dẫn khoa học GS TS Thái Hoàng TS Nguyễn Thúy Chinh Chính vậy, kết nghiên cứu đảm bảo tính trung thực khách quan Đồng thời, kết chưa xuất nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, sai tơi hồn toàn chịu trách nhiệm Tác giả Luận văn Lý Thị Ngọc Liên LỜI CẢM ƠN Đề tài: “Nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại sở nhựa epoxy biến tính silan phụ gia nano ZnO biến tính hữu cơ” thực Phịng Hố lý vật liệu phi kim loại - Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành đến GS TS Thái Hoàng TS Nguyễn Thúy Chinh giao đề tài tận tình hướng dẫn, dành quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn anh chị đồng nghiệp Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam bảo, động viên, tạo điều kiện thuận lợi trình thực luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn Ban Lãnh đạo, phịng Đào tạo, phòng chức Học viện Khoa học Công nghệ thầy, cô công tác Học viện quan tâm tạo điều kiện suốt trình học tập thực luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn quan tâm, động viên gia đình bạn bè – người bên cạnh hỗ trợ ủng hộ suốt thời gian hoàn thiện luận văn Mặc dù cố gắng thực đề tài cách hoàn chỉnh nhất, song cịn có hạn chế kiến thức, kinh nghiệm nên luận văn tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận góp ý, bảo q thầy bạn để luận văn hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2022 Tác giả Luận văn Lý Thị Ngọc Liên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan epoxy 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Tính chất nhựa epoxy 1.1.3 Phân loại nhựa epoxy 1.1.4 Ứng dụng epoxy 11 1.1.5 Biến tính nhựa epoxy 12 1.2 Giới thiệu chung nano kẽm oxit ZnO 14 1.2.1 Cấu trúc tinh thể nano ZnO 14 1.2.2 Tính chất nano ZnO 15 1.2.3 Ứng dụng 15 1.2.4 Biến tính hạt nano ZnO 16 1.3 Lớp phủ hữu chống ăn mòn sở nhựa epoxy 18 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.2 Hóa chất, vật tư 22 2.3 Chế tạo mẫu 22 2.3.1 Biến tính nhựa epoxy X75 22 2.3.2 Biến tính hạt nano ZnO 23 2.3.3 Chế tạo màng sơn thử nghiệm 25 2.4 Các phương pháp nghiên cứu 28 2.4.1 Phương pháp xác định hàm lượng nhóm epoxy tỉ lệ chất đóng rắn tương ứng 28 2.4.2 Phương pháp phổ hồng ngoại 29 2.4.3 Phương pháp xác định phân bố kích thước hạt zeta 29 2.4.4 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) 30 2.4.5 Phương pháp xác định độ cứng tương đối 31 2.4.6 Phương pháp xác định độ bền va đập 32 2.4.7 Phương pháp xác định độ bám dính 33 2.4.8 Phương pháp xác định độ bền uốn 33 2.5 Phương pháp xác định khả chống ăn mòn 34 2.5.1 Thử nghiệm phun mù muối 34 2.5.2 Phương pháp đánh giá khả chống ăn mòn mẫu thử nghiệm 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Nghiên cứu biến tính epoxy X75 hạt nano ZnO 37 3.1.1 Biến tính nhựa epoxy X75 37 3.1.2 Biến tính hạt nano ZnO 41 3.2 Nghiên cứu đặc trưng, tính chất màng sơn EBT 48 3.2.1 Khảo sát tỉ lệ EBT:chất đóng rắn TETA 48 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng hạt nano ZnO-BT 53 3.3 Khả chống ăn mòn màng sơn 58 3.3.1 Kết quan sát trực quan bề mặt mẫu kim loại sau thử nghiệm phun mù muối 58 3.3.2 Kết phân tích độ rộng vết gỉ mẫu kim loại sau thử nghiệm phun mù muối 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT EBT : Nhựa epoxy X75 biến tính (trimetoxysilyl)propyl metacrylat silan 3- EIS : Phổ tổng trở điện hóa (Electrochemical Impedance Spectroscopy) FESEM : Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường TETA : Trietylentetramin TMSPM : 3-(trimetoxysilyl)propyl metacrylat VHLKH&CNVN : Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam VKTNĐ : Viện Kỹ thuật nhiệt đới ZnO-BT : Hạt nano ZnO biến tính 3-(trimetoxysilyl)propyl metacrylat ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Một số tính chất vật lí nhựa epoxy chưa đóng rắn [3] Bảng 2.1: Tỉ lệ hàm lượng nhựa epoxy X75:TMSPM 23 Bảng 2.2: Hàm lượng chất q trình biến tính hạt nano ZnO 25 Bảng 2.3: Thành phần mẫu màng phủ EBT thay đổi hàm lượng chất đóng rắn TETA 26 Bảng 2.4: Thành phần mẫu màng sơn EBT/ZnO-BT 27 Bảng 2.5: Giá trị điện Zeta tương ứng với độ ổn định hệ chất 30 Bảng 2.6: Đánh giá khả chống ăn mòn theo tiêu chuẩn ASTM D1654 - 08 35 Bảng 3.1: Biến đổi cường độ (các hấp thụ hồng ngoại đặc trưng) nhóm định chức nhựa epoxy X75 biến tính TMSPM 38 Bảng 3.2: Hàm lượng nhóm epoxy EBT với tỉ lệ TMSPM khác 40 Bảng 3.3: Biến đổi cường độ hấp thụ (các hấp thụ hồng ngoại đặc trưng) nhóm chức đặc trưng mẫu hạt ZnO biến tính TMSPM 43 Bảng 3.4: Kích thước hạt trung bình Zeta nano ZnO ZnOBT 47 Bảng 3.5 Độ bền va đập màng sơn EBT mẫu EBT theo hàm lượng hạt ZnO-BT 55 Bảng 3.6: Kết thử nghiệm phun mù muối màng sơn epoxy EBT, EBT-ZnO mẫu màng sơn EBT-ZnO-BT 168 59 Bảng 3.7: Độ rộng vết gỉ xếp loại khả chống ăn mòn mẫu màng sơn EBT thử nghiệm 61 iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Phân loại epoxy theo loại sơn epoxy dung mơi sử dụng 11 Hình 1.2: Cấu trúc dạng tinh nano ZnO 14 Hình 2.1: Quy trình biến tính nhựa epoxy X75 23 Hình 2.2: Quy trình biến tính hạt nano ZnO 24 Hình 2.3: Quy trình chế tạo màng phủ EBT thay đổi hàm lượng chất đóng rắn TETA 25 Hình 2.4: Quy trình chế tạo màng sơn EBT/ZnO-BT 27 Hình 2.5: Thiết bị quang phổ hồng ngoại biến đổi Nicolet iS10 29 Hình 2.6: Thiết bị xác định phân bố kích thước hạt Zetasizer SZ-100 30 Hình 2.7: Thiết bị SEM-HITACHI-4800 31 Hình 2.8: Thiết bị đo độ cứng tương đối Erichsen (Pendulum Damping Tester), model 299/300 32 Hình 2.9: Thiết bị xác định độ bền va đập bị Erichsen 304ASO 32 Hình 2.10: Thiết bị Elcometer F510 – model T xác định độ bám dính màng sơn 33 Hình 2.11: Dụng cụ xác định độ bền uốn 34 Hình 2.12: Tủ mù muối Q-Fog Cyclic Corrosion Tester CCT 600 (a) vị trí xếp mẫu thử nghiệm phun mù muối (b) 34 Hình 3.1: Nhựa epoxy X75 chưa biến tính (a), biến tính TMSPM tỉ lệ 6/1 (b) biến tính với tỉ lệ 10/1 (c) 37 Hình 3.2: Phổ hồng ngoại nhựa epoxy X75, EBT 6/1 TMSPM (cần có số sóng cụ thể gắn với pic đặc trưng) 38 Hình 3.3: Phổ hồng ngoại hạt nano ZnO, ZnO biến tính với tỉ lệ % TMSPM silan TMSPM 42 Hình 3.4: Ảnh FESEM hạt nano ZnO độ phóng đại khác 45 Hình 3.5: Ảnh FESEM hạt nano ZnO-BT với tỉ lệ % TMSPM độ phóng đại khác 46 Hình 3.6: Giản đồ phân bố kích thước hạt hạt nano ZnO ZnOBT 47 Hình 3.7: Độ cứng tương đối màng sơn epoxy X75 mẫu EBT theo tỉ lệ chất đóng rắn TETA sau 12 49 iv Hình 3.8: Độ bền va đập màng sơn epoxy X75 mẫu EBT theo tỉ lệ chất đóng rắn TETA 50 Hình 3.9: Độ bám dính màng sơn epoxy X75 mẫu EBT theo tỉ lệ chất đóng rắn TETA 51 Hình 3.10: Độ bền uốn màng sơn epoxy X75 mẫu EBT theo tỉ lệ chất đóng rắn TETA 53 Hình 3.11: Độ cứng tương đối màng sơn EBT mẫu EBT theo hàm lượng hạt ZnO-BT 54 Hình 3.12 Độ bền bám dính màng sơn EBT mẫu EBT theo hàm lượng hạt ZnO-BT 56 Hình 3.13 Độ bền uốn màng sơn EBT mẫu EBT theo hàm lượng hạt ZnO-BT 57 Hình 3.14 Màng sơn có % (…?) EBT-ZnO độ phóng đại 50.000 lần 58 Hình 3.15 Màng sơn EBT có % ZnO-BT độ phóng đại 50.000 lần 58 Hình 3.16 Vết gỉ mẫu màng sơn EBT-2% ZnO-BT sau 168 thử nghiệm phun mù muối 61 55 EBT có sử dụng hạt nano ZnO biến tính có độ bền va đập ≥ 200 kg.cm Riêng mẫu màng sơn EBT có % hạt nano ZnO chưa biến tính có độ bền va đập giảm đáng kể so với mẫu khác (188 kg.cm) Bảng 3.5 Độ bền va đập màng sơn EBT mẫu EBT theo hàm lượng hạt ZnO-BT STT Tên mẫu Độ bền va đập (kg.cm) EBT ≥ 200 EBT-ZnO 188 EBT-1 % ZnO-BT ≥ 200 EBT-2 % ZnO-BT ≥ 200 EBT-3 % ZnO-BT ≥ 200 EBT-5 % ZnO-BT ≥ 200 Khi đưa hạt ZnO-BT vào màng sơn EBT, độ bền va đập mẫu màng sơn thay đổi không đáng kể so với màng sơn EBT ban đầu Điều giải thích hạt ZnO-BT phân tán tốt màng sơn, nhóm chức silan bề mặt hạt biến tính có tương tác với màng sơn nên không làm ảnh hưởng đến độ bền va đập màng Các mẫu màng sơn khảo sát nêu đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 8789:2011 lớp sơn lót bề mặt kim loại (≥ 45 kg.cm) Độ bám dính Kết xác định độ bám dính mẫu màng sơn EBT chứa hạt nano ZnO-BT phương pháp bong bật trình bày Hình 3.12 Có thể thấy độ bám dính mẫu màng sơn thử nghiệm chịu ảnh hưởng hàm lượng hạt ZnO-BT đưa vào màng sơn Cụ thể, màng sơn EBT – % ZnO-BT có độ bám dính 2,07 MPa, tương đương với màng sơn EBT (2,06 MPa) Các mẫu màng sơn lại có độ bám dính giảm theo thứ tự EBT – % ZnO-BT (2,04 MPa), EBT – % ZnO-BT (2 MPa), EBT – % ZnO-BT (1,94 MPa), EBT – ZnO (1,76 MPa) Các màng sơn có xu hướng giảm nhẹ độ bám dính đưa vào hạt ZnO-BT cản trở tiếp xúc màng sơn với bề mặt kim loại Đặc biệt, màng sơn EBT-ZnO chưa biến 56 tính có độ bám dính giảm mạnh hạt nano ZnO kết tụ tạo thành khuyết tật màng sơn, dẫn đến giảm độ bền bám dính màng Hình 3.12 Độ bền bám dính màng sơn EBT mẫu EBT theo hàm lượng hạt ZnO-BT So sánh độ bám dính màng sơn EBT thay đổi hàm lượng ZnOBT với tiêu chuẩn TCVN 8789:2011, mẫu màng sơn EBT sử dụng %, % % hạt ZnO-BT đáp ứng yêu cầu độ bền bám dính lớp sơn lót chống gỉ kim loại (≥ MPa) Độ bền uốn Độ bền uốn mẫu màng sơn EBT có biến đổi thay đổi hàm lượng hạt đưa vào sơn Kết độ bền uốn mẫu màng sơn trình bày Hình 3.13 Có thể thấy, sử dụng hạt ZnO-BT hàm lượng 1, 2, %, độ bền uốn màng sơn đạt giá trị 1mm, khơng có thay đổi so với màng sơn EBT Trong đó, sử dụng hàm lượng hạt nano ZnO-BT lớn (5 %) sử dụng hạt ZnO khơng biến tính, độ bền uốn màng sơn giảm xuống mm Điều hạt nano ZnO khơng biến tính hạt ZnO-BT sử dụng hàm lượng lớn gây cản trở trình khâu mạch nhựa epoxy với chất đóng rắn, tạo khuyết tật màng sơn, làm giảm độ bền uốn màng sơn thử nghiệm 57 Hình 3.13 Độ bền uốn màng sơn EBT mẫu EBT theo hàm lượng hạt ZnO-BT Hình thái cấu trúc màng sơn EBT sử dụng hạt ZnO trước sau biến tính Hình 3.14 Hình 3.15 ảnh FESEM bề mặt bẻ gãy mẫu màng sơn EBT-ZnO EBT-3% ZnO-BT độ phóng đại 50.000 lần Có thể thấy màng sơn có cấu trúc dị thể với pha epoxy pha phân tán hạt nano Trên Hình 3.11, hạt ZnO chưa biến tính có xu hướng kết tụ với phân tán vào nhựa EBT So sánh với ảnh FESEM màng sơn EBT % ZnO-BT Hình 3.12, ta thấy hạt ZnO-BT phân tán đồng hơn, tượng kết tụ hạt giảm đáng kể so với hạt nano ZnO ban đầu 58 Hình 3.14 Màng sơn EBT có % ZnO độ phóng đại 50.000 lần Hình 3.15 Màng sơn EBT có % ZnO-BT độ phóng đại 50.000 lần Từ kết xác định tính chất học hình thái cấu trúc màng sơn EBT, với hàm lượng thích hợp %, hạt nano ZnO-BT đóng vai trị chất gia cường góp phần cải thiện tính chất học màng sơn nhờ hạt nano ZnO biến tính hữu 3.3 Khả chống ăn mòn màng sơn 3.3.1 Kết quan sát trực quan bề mặt mẫu kim loại sau thử nghiệm phun mù muối Lớp phủ epoxy có vai trị lớp sơn bảo vệ chống ăn mòn bề mặt kim loại mà phủ lên Thử nghiệm phun mù muối phương pháp đánh giá trực quan khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ epoxy thép kỹ thuật CT3 Kết thử nghiệm phun mù muối màng sơn epoxy EBT, EBT-ZnO mẫu màng sơn EBT-ZnO-BT khác theo thời gian trình bày Bảng 3.6 Các màng sơn có độ dày màng khô tương đương (20 ±1𝜇𝑚) tạo khuyết điểm màng cách rạch chữ “X” (theo tiêu chuẩn ASTM D1654 – 08) Sau 24 thử nghiệm, mẫu bắt đầu xuất vết gỉ màu nâu đỏ vết rạch Sau tăng thời gian thử nghiệm, vết gỉ lớn dần, nhiên, có khác biệt rõ rệt diện tích vết gỉ mẫu khảo sát Quan sát ảnh mẫu màng sơn thép Bảng 3.6 ta thấy, sau 168 thử 59 nghiệm, thép tất mẫu có tượng ăn mòn mạnh Các mẫu EBT – % ZnO-BT EBT-ZnO có diện tích vết gỉ lớn lan rộng Nguyên nhân sử dụng hạt ZnO-BT với hàm lượng cao hạt ZnO khơng biến tính, hạt ZnO khơng cịn tác dụng bảo vệ chống ăn mịn tình trạng kết tụ hạt tạo thành khuyết tật không mong muốn màng sơn Bảng 3.6: Kết thử nghiệm phun mù muối màng sơn epoxy EBT, EBTZnO mẫu màng sơn EBT-ZnO-BT 168 Tên mẫu EBT EBTZnO Thời gian thử nghiệm 24 168 60 EBT1% ZnOBT EBT2% ZnOBT EBT3% ZnOBT EBT5% ZnOBT 61 Sau 168 thử nghiệm, mẫu EBT – % ZnO-BT có hiệu chống ăn mịn tốt nhất, vết rạch có độ gỉ thấp, vết gỉ không lan rộng Sự khác biệt phân tán đồng hạt ZnO-BT hàm lượng % màng sơn EBT, dẫn đến tăng khả ức chế ăn mòn, bảo vệ thép 3.3.2 Kết phân tích độ rộng vết gỉ mẫu kim loại sau thử nghiệm phun mù muối Giá trị độ rộng vết gỉ mẫu màng sơn thử nghiệm giá trị trung bình 10 lần đo điểm khác mẫu thử nghiệm Vết gỉ mẫu màng sơn EBT thử nghiệm có màu nâu đỏ đặc trưng Fe(OH)3 thép bị ăn mịn có xu hướng lan rộng tất mẫu Hình ảnh vết gỉ mẫu EBT-2 % ZnO-BT sau 168 thử nghiệm phun mù muối trình bày Hình 3.16 Hình 3.16 Vết gỉ mẫu màng sơn EBT-2% ZnO-BT sau 168 thử nghiệm phun mù muối Kết xác định độ rộng vết gỉ đánh giá khả chống ăn mịn mẫu thử nghiệm trình bày Bảng 3.7 Bảng 3.7: Độ rộng vết gỉ xếp loại khả chống ăn mòn mẫu màng sơn EBT thử nghiệm Tên mẫu thử nghiệm Độ rộng vết gỉ (mm) Khả chống ăn mòn theo TC ASTM D1654 – 08 62 EBT 0,8564 ± 0,0031 EBT-ZnO 1,1027 ± 0,0028 EBT-1 % ZnO-BT 0,6943 ± 0,0019 EBT-2 % ZnO-BT 0,4622 ± 0,0024 EBT-3 % ZnO-BT 0,5210 ± 0,0018 EBT-5 % ZnO-BT 1,0744 ± 0,0015 Sau 168 thử nghiệm, độ rộng vết gỉ mẫu màng sơn có khác biệt rõ rệt Mẫu EBT-2% ZnO-BT có độ rộng vết gỉ 0,4622 ± 0,0024 mm, có khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại tốt mẫu thử nghiệm (mức 9) Mẫu màng sơn EBT có độ rộng vết gỉ 0,8564 ± 0,0031 mm; mẫu màng sơn EBT sử dụng % % hạt ZnO-BT có độ rộng vết gỉ 0,6943 ± 0,0019 mm 0,5210 ± 0,0018 mm, mẫu có khả chống ăn mịn đạt mức Hai mẫu có khả chống ăn mòn EBT-5% ZnO-BT với độ rộng vết gỉ 1,0744 ± 0,0015 mm; mẫu EBT-ZnO với độ rộng vết gỉ lớn 1,1027 ± 0,0028 mm Khả chống ăn mòn mẫu đạt mức Sự khác biệt khả chống ăn mòn mẫu thử nghiệm ảnh hưởng hạt ZnO-BT Khi sử dụng hạt nano ZnO-BT hàm lượng thích hợp (2 %), hạt ZnO-BT có khả chống ăn mịn tốt Khi sử dụng hạt ZnO-BT với hàm lượng cao (5 %) sử dụng hạt nano ZnO khơng biến tính, hạt ZnO có khả bảo vệ chống ăn mịn thấp khả phân tán kém, dễ tạo khuyết tật màng sơn thử nghiệm Kết đánh giá khả chống ăn mòn theo tiêu chuẩn ASTM D1654 – 08 cho thấy mẫu màng sơn EBT-2 % ZnO-BT có độ rộng vết gỉ nhỏ (0,4622 ± 0,0024 mm) mẫu có khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại tốt 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đã biến tính thành cơng nhựa epoxy X75 tác nhân ghép silan (TMSPM) với tỉ lệ khối lượng epoxy/TMSPM thích hợp 6/1 (hàm lượng epoxy đạt 16,79 %) biến tính thành cơng hạt nano ZnO TMSPM với hàm lượng thích hợp 3% Màng sơn epoxy với tỉ lệ nhựa epoxy biến tính:chất đóng rắn TETA thích hợp 1,75:1 có độ cứng tương đối 0,76; độ bền va đập ≥ 200 kg.cm; độ bền bám dính 2,06 MPa độ bền uốn mm hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 8789:2011 tính chất học lớp sơn lót bề mặt kim loại Màng sơn epoxy biến tính sử dụng % khối lượng hạt ZnO biến tính TMSPM có khả cải thiện tính chất học tốt (độ cứng tương đối 0,82; độ bền va đập ≥ 200 kg.cm; độ bám dính 2,07 MPa độ bền uốn mm hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 8789:2011 tính chất học lớp sơn lót bề mặt kim loại Với hàm lượng % khối lượng hạt ZnO biến tính, màng sơn epoxy có độ rộng vết gỉ nhỏ (0,4622 ± 0,0024 mm), tương ứng với khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại tốt (mức 9) KIẾN NGHỊ Kiến nghị nội dung nghiên cứu, thử nghiệm màng sơn thời gian tới: ➢ Nghiên cứu độ bền mài mòn cát rơi, khảo sát ảnh hưởng thời gian đến độ cứng màng sơn thử nghiệm ➢ Thử nghiệm đánh giá khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại màng sơn phương pháp điện hoá khác (đo tổng trở điện hóa EIS, đo dịng điện ăn mịn) 64 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO J A Brydson, 1999, Plastics Materials (7th Edition), ButterworthHeinemann, Oxford, ISBN 0750641320 [2] Marianne Gilbert, 2017, Brydson's Plastics Materials 8th Edition, Butterworth-Heinemann, Oxford, ISBN: 9780323370226 [3] May Clayton, 2018, Epoxy Resins: Chemistry and Technology (2nd ed), CRC Press, p 65, ISBN 978-1-351-44995-3 [4] P P Vijayan, D Puglia, H Rastin, M.R Saeb, B Shojaei, K Formela, 2017, Cure kinetics of epoxy/MWCNTs nanocomposites: isothermal calorimetric and rheological analyses, Prog Org Coat, 108 (Suppl C) 75–83 [5] M.R Saeb, H Rastin, M Nonahal, M Ghaffari, A Jannesari, K Formela, 2017, Cure kinetics of epoxy/MWCNTs nanocomposites: nonisothermal calorimetric and rheokinetic techniques, J Appl Polym Sci, Vol 134 (35) [6] M.R Saeb, H Rastin, M Nonahal, S.M.R Paran, H.A Khonakdar, D Puglia, 2018, Cure kinetics of epoxy/chicken eggshell biowaste composites: isothermal calorimetric and chemorheological analyses, Prog Org Coat., Vol 114, 208–215 [7] Đỗ Minh Thành, 2016, Nghiên cứu phản ứng khâu mạch nhựa epoxy biến tính dầu ve, dầu hạt đen số tác nhân, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [8] Lê Xuân Hiền, 2013, Hóa học cơng nghệ chất tạo màng, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [9] W.G Potter, 1979, Epoxy resins, London Iliffe Brooks [10] Al-Turaif, Hamad A., 2013, Relationship between tensile properties and film formation kinetics of epoxy resin reinforced with nanofibrillated cellulose, Progress in Organic Coatings, 76(2-3), 477–481, doi:10.1016/j.porgcoat.2012.11.001 [11] H M Gu, Chao, J Gu, J Guo, X Yan, J Huang, Q Zhang, Z Guo, 2016, An overview of multifunctional epoxy nanocomposites, J Mater Chem, C 4, 5890-5906 [1] 65 [12] P Ferreira, R Pereira, J.F.J Coelho, Antonio F.M Silva, M.H Gil, 2007, Modification of the biopolymer castor oil with free isocyanate groups to be applied as bioadhesive, International Journal of Biological Macromolecules, 40, pp 144–152 [13] Nguyễn Huy Tòng, 2013, Sổ tay kiến thức sơn, NXB Bách Khoa, Hà Nội [14] Jin, Fan-Long, Li, Xiang, Park Soo-Jin, 2015, Synthesis and application of epoxy resins: A review, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, doi:10.1016/j.jiec.2015.03.026 [15] Jerzy J Chrusciel, Elzbieta Lesniak, 2014, Modification of epoxy resins with functional silanes, polysiloxanes, silsesquioxanes, silica and silicates, Progress in Polymer Science, http:: dx.doi.org/doi:10.1016/j.progpolymsci.2014.08.001 [16] Nguyễn Đức Anh, Lưu Văn Tuynh, Nguyễn Phi Long, 2018, Nghiên cứu chế tạo nhựa epoxy biến tính hợp chất slian dùng sản xuất keo hàng khơng chịu nhiệt, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ nhiệt đới, Số 15, [17] Minjung Joo, Tse-Ming Chiu, Homero Castaneda, Mark D Soucek, 2019, Corrosion resistance of alkoxysilane modified bisphenol Aepoxide coatings, Progress in Organic Coatings, Volume 134, Pages 209-218, ISSN 0300-9440, https:: doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.05.006 [18] Wei-Gang Ji, Ji-Ming Hu, Liang Liu, Jian-Qing Zhang, Chu-Nan Cao, 2007, Improving the corrosion performance of epoxy coatings by chemical modification with silane monomers, Surface and Coatings Technology, Volume 201, Issue 8, Pages 4789-4795, doi:10.1016/j.surfcoat.2006.09.100 [19] Wang Z, Suo J, Li J., 2009, Synthesis and characterization of epoxy resin modified with γ- Thiopropyl triethoxysilane, J Appl Polym Sci, 114:2388-2394 [20] Sidra Sabir, Muhammad Arshad, Sunbal Khalil Chaudhari, 2014, Zinc Oxide Nanoparticles for Revolutionizing Agriculture: Synthesis and Applications, The Scientific World Journal, Volume 2014, Article ID 925494, pages, http:: dx.doi.org/10.1155/2014/925494 66 [21] Wang Z S., Huang C H., Huang Y Y., Hou Y J., Xie P H., Zhang B W., Cheng H M., 2001, A highly efficient solar cell made from a dye-modified ZnO-covered TiO2 nanoporous electrode, Chem Mater, 13, 678–682 [22] Borysiewicz M A, 2019, ZnO as a Functional Material, a Review, Crystals, Vol (10): 505, doi:10.3390/cryst9100505 [23] Ali Attarad, Phull Abdul-Rehman, Zia Muhammad, 2018, Elemental Zinc to Zinc nanoparticles: Is ZnO NPs crucial for life: synthesis, toxicological and environmental concerns, Nanotechnology Reviews, doi:10.1515/ntrev-2018-0067 [24] Nguyễn Văn Tú, Nguyến Bá Cường, 2016, Tổng hợp nano ZnO sử dụng làm điện cực âm nguồn điện bạc - kẽm, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 72-76 [25] E Karasinski, M Da Luz, C Lepienski, L Coelho, 2013, Nanostructured coating based on epoxy/metal oxides: kinetic curing and mechanical properties, Thermochim, Acta 569, 167–176 [26] Shailesh K Dhoke, A.S Khanna, T Jai Mangal Sinha, 2009, Effect of nano-ZnO particles on the corrosion behavior of alkyd-based waterborne coatings, Progress in Organic Coatings, 64, 371-382 [27] Shailesh K Dhoke, Rohit Bhandarib, A S Khanna, 2009, Effect of nano-ZnO addition on the silicone-modified alkyd-based aterborne coatings on its mechanical and heat-resistance properties, Progress in Organic Coatings, 64, 39-46 [28] Christine Bressy, Van Giang Ngo, Fabio Ziarelli, André Margaillan, 2012, New Insights into the Adsorption of 3(Trimethoxysilyl)propylmethacrylate on Hydroxylated ZnO Nanopowders, Langmuir, 28 (6), 3290 – 3297, DOI 10.1021/la204544c [29] Erjun Tang, Guoxiang Cheng, Xiaolu Ma, Xingshou Pang, Qiang Zhao, 2006, Surface modification of zinc oxide nanoparticle by PMAA and its dispersion in aqueous system, Applied Surface Science, Vol 252(14), 5227–5232, doi:10.1016/j.apsusc.2005.08.004 [30] Nikhita Khurana, Arora Pinklesh, Pente Avinash S., Pancholi Keyur 67 [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] C., Kumar Virendra, Kaushik Chetan P., Rattan Sunita, 2021, Surface modification of zinc oxide nanoparticles by vinyltriethoxy silane (VTES), Inorganic Chemistry Communications, Vol 124, 108347–, doi:10.1016/j.inoche.2020.108347 Purcar V, Şomoghi R, Niţu SG, Nicolae CA, Alexandrescu E, Gỵfu IC, Gabor AR, Stroescu H, Ianchiş R, Căprărescu S, Cinteză LO, 2017, The Effect of Different Coupling Agents on Nano-ZnO Materials Obtained via the Sol-Gel Process, Nanomaterials (Basel), 12, 7(12):439, doi: 10.3390/nano7120439 PMID: 29231881; PMCID: PMC5746929 Morteza Ganjaee Sari, Mohammad Reza Saeb, Meisam Shabanian, Mahroo Khaleghi, Henri Vahabi, Christelle Vagner, Payam Zarrintaj, Reza Khalili, Seyed Mohammad Reza Paran, Bahram Ramezanzadeh, Masoud Mozafari, 2018, Epoxy/starch-modified nano-zinc oxide transparent nanocomposite coatings: A showcase of superior curing behavior, Progress in Organic Coatings, 115, 143– 150 doi:10.1016/j.porgcoat.2017.11.016 Trịnh Xuân Sén, 2006, Ăn mòn bảo vệ kim loại, NXB Đại học quốc gia Hà Nội C Alzina, N Sbirrazzuoli, A Mija, 2011, Epoxy–amine based nanocomposites reinforced by silica nanoparticles Relationships between morphologic aspects, cure kinetics, and thermal Properties, J Phys Chem., C 115, 22789-22795 M.F Montemor, 2014, Functional and smart coatings for corrosion protection: A review of recent advances, Surface & Coatings Technology, doi: 10.1016/j.surfcoat.2014.06.031 Saraswati Kumari, Ajay Saini, Veena Dhayal, 2021, Metal oxide based epoxy coatings for corrosion protection of steel, Materials Today: Proceedings, doi:10.1016/j.matpr.2021.01.587 Sreejith Mohan, Sivakumar S Nair, A.V Ajay, M.S Senthil Saravanan, B.R Vishnu, S.P Sivapirakasam, M Surianarayanan, 2019, Corrosion behaviour of ZrO2-TiO2 nano composite coating on stainless steel under simulated marine environment, Materials Today: Proceedings, Vol 27, 2492-2497 68 [38] Nguyễn Văn Thủy, Ngô Kế Thế, Tô Thị Xuân Hằng, Nguyễn Việt Dũng, Nguyễn Thị Ngọc Tú, Trần Thu Trang, Lương Như Hải, 2018, Nghiên cứu ảnh hưởng khoáng talc Thu Ngạc, Phú Thọ tới khả bảo vệ màng phủ epoxy, Tạp chí Hóa học, 56(3), 318-323, DOI: 10.15625/vjc.2018-002 [39] Yasmine N Baghdadi, Lucia Youssef, Kamal Bouhadir, Mohammad Harb, Samir Mustapha, Digambara Patra, Ali R Tehrani-Bagha, 2020, The effects of modified zinc oxide nanoparticles on the mechanical/thermal properties of epoxy resin, Journal of Applied Polymer Science, 137(43):49330, DOI: 10.1002/app.49330 [40] Ngo Thanh Dung, To Thi Xuan Hang, Nguyen Thuy Duong, Nguyen Thi Thuc Hien, 2012, Synthesis of nano ZnO and application in polyurethane coating to improve the UV resistance, Tạp chí Hóa học, 50(6B), 200-203 [41] Tô Thị Xuân Hằng, Ngô Thanh Dung, Trịnh Anh Trúc, Bùi Văn Trước, Đinh Thị Mai Thanh, Thái Hoàng, 2013, Nghiên cứu ảnh hưởng nano ZnO biến tính silan đến độ bền tử ngoại lớp phủ polyuretan, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 51(3A), 271-278 [42] Phạm Gia Vũ, Tô Thị Xuân Hằng, Vũ Kế Oánh, Trịnh Anh Trúc, Thái Thu Thủy, 2017, Nghiên cứu khả bảo vệ chống ăn mòn lớp phủ epoxy CNT/ZnO-clay nanocompozit, Tạp chí Hóa học, 55(3): 308-312, DOI: 10.15625/0866-7144.2017-00464 [43] Xianming Shi, Tuan Anh Nguyen, Zhiyong Suo, Yajun Liu, Recep Avci, 2009, Effect of nanoparticles on the anticorrosion and mechanical properties of epoxy coating, Surface and Coatings Technology, Vol 204(3), 237–245, doi:10.1016/j.surfcoat.2009.06.048 [44] М Ф Сорокин и К А Лялюшко, 1971, Практикум по химии и технологии пленкообразующих веществ, Издательство “Химия”, Москва [45] Trần Vĩnh Diệu, Vũ Mạnh Cường, Đoàn Thị Yến Oanh, Nguyễn Việt Thái, 2012, Nghiên cứu nâng cao tính chất lý màng polyme epoxy nhờ sử dụng chất đóng rắn xyanetyldietylentriamin biến tính cao su tự nhiên lỏng epoxy hóa, Tạp chí Hóa học, T.50(3), 69 369-373 [46] Tiêu chuẩn TCVN 8789:2011 - Yêu cầu kỹ thuật sơn bảo vệ kết cấu thép [47] ASTM D1654 – 08, Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Specimens Subjected to Corrosive Environments [48] ASTM B117-19, Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus ... NGỌC LIÊN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO LỚP PHỦ BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY BIẾN TÍNH SILAN VÀ PHỤ GIA NANO ZnO BIẾN TÍNH HỮU CƠ Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 44 10 14 LUẬN VĂN THẠC... Tôi xin cam đoan đề tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại sở nhựa epoxy biến tính silan phụ gia nano ZnO biến tính hữu cơ? ?? luận văn cơng trình nghiên cứu tơi dựa tài liệu,... tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn kim loại sở nhựa epoxy biến tính silan phụ gia nano ZnO biến tính hữu cơ? ?? Mục tiêu đề tài: Chế tạo lớp phủ epoxy biến tính tác nhân silan