0737 nghiên cứu tổng hợp và chế biến dẫn xuất pani ứng dụng chế tạo vật liệu bảo vệ luận văn tốt nghiệp

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘQUỐCPHỊNG VIỆNKHOAHỌCVÀCƠNGNGHỆQNSỰ *** PHẠMMINHTUẤN NGHIÊNCỨU TỔNGHỢPVÀCHẾBIẾNDẪNXUẤTPANIỨNGDỤNGCHẾT Ạ O VẬTLIỆUBẢOVỆ Chun ngành: Hóa Hữu cơMãsố: 624401 14 TĨMTẮTLUẬNÁNTIẾNSĨHĨAHỌC HÀNỘI-2014 Luậnánđượchồnthànhtại: ViệnKhoahọcvàCơngnghệ qnsự,BộQuốcPhịng Ngườihướngdẫnkhoahọc: GS.TS NguyễnViệtBắc PGS.TS.ChuChiếnHữu Phảnbiện1: GS.TSNguyễnĐìnhThành Đạihọc Khoahọc tựnhiên-Đại họcQuốcgiaHàNội Phảnbiện 2: PGS.TSPhạmThếTrinh ViệnHóahọccơngnghiệpViệtNam Phảnbiện3 : PGS.TS Nguyễn ThếNghiêm ViệnKhoahọcvà Công nghệquânsự Luậná n s ẽ đ ợ c b ả o v ệ t i V i ệ n K h o a h ọ c v C ô n g n g h ệ qn Có thểtìmluậnántại: - Thưviện ViệnKhoahọcvàCơngnghệqn - Thư việnQuốc giaViệtNam A GIỚITHIỆULUẬNÁN Tínhcấpthiếtcủaluận án Polyanilin (PAni) loại polyme dẫn tổng hợp vớinhững điều kiện tương đối thuận lợi, dễ dàng, tạo sản phẩm có độ ổnđịnh bền vững cao có khả ứng dụng rộng rãi thực tế.MứcđộổnđịnhvàđộdẫnđiệncủaPAnisovớicácpolymedẫnkháclàkhátốt[4], [5], [20], [42], [92], [93].Sử dụng monome anilin có giá thành rẻ sovớicácmonomekhác.Tấtcảnhững yếutốtrênlàmchoviệcứngdụngPAnilàhiệuquảhơncácpolymedẫnkhác Các dẫn xuất PAni điều chế chứa nhóm axit có mặttrongmơitrường phảnứnghoặcchuyển hóathànhdạngmuốikiềm(phatạptừdạngEB sang dạngES),khisửdụng làmtácnhânhoạthóađềutạoratácđộnglớntớiđộdẫncũngnhưkhảnănghịatan,phântáncủapolyanilin.Mặt khác,việcứngdụngPAniphụthuộcvàohiệuquả q trìnhphântánvàovậtliệunền (polyme thơng thường) Một hướng đáp ứng tốt yêu cầu nâng caohiệuquảphântánlà chếtạoblendcủaPAnivớicácpolymethôngthường Hướng nghiên cứu vật liệu compozit PAni với vật liệu vơ cócấu trúc nano tạo khác biệt chất so với vơ quen thuộc dokíchthướcnhỏbésẽgâyratươngtácgầngũigiữapolymevớivậtliệunền.Đặc tính làm cải thiện, thay đổi đáng kể tính chất điện từ vậtliệu Khi tổng hợp PAni hạt vô có tính chất từ tạo vật liệu laiđiện-từc ó c ấ u trúc"coreshell"vớilớpvỏdẫnđiệnvàlõitừ.Vậtliệunàycótínhchấtđặcbiệtvàcónhữngtriểnvọngứngdụngtốttrong lĩnh vực chế tạovật liệu hấp thụ sóng điện từ Trong lĩnh vực ứng dụng PAni vàcompozit từ PAni với vật liệu từ tính, hai lĩnh vực quan tâm phân tích vànghiên cứu cho nhu cầu thực tế là: Chế tạo vật liệu hấp thụ sóngđiệntừvàsơnchốngănmịnkimloại Mụcđích,nhiệmvụvànộidungnghiêncứuchínhcủaluận án *Mụcđích,nhiệmvụ: - Tổng hợp vàlựa chọn dạng polyme dẫn điện (PAni) phùhợpdễ giacông,phântán - Chế tạo sơn bảo vệ chống ăn mịn kim loại có chứa PAni vớihiệuquảcao - Chếtạođược vật liệu hấp thụ sóng điện từ cós c o m p o z i t t PAni với bột vơcơtừtính *Nội dungnghiêncứuchính: - Nghiên cứu khảo sát tổng hợp với điều kiện khác nhau, lựachọn dạng PAni phù hợp nhằm mục đích tăng cường khả gia cơngthuậnlợi - NghiêncứukhảosátchếtạocompozitcủaPAnivớimộtsốloạibộtđộncóhoạtt ínhđặc biệtn h ferit,Fe3O4để tạora vậtliệukếthợptínhchấtđiệntừ,cócấutrúcdạnglõivỏnhằmmụcđíchchếtạovậtliệuhấpthụsóngđiệntừ - Lựa chọn phương pháp gia cơng thích hợp, tiên tiến để xác địnhkhảnăngứngdụngtrongcơngnghệ chếtạovật liệubảovệ - Khảo sát hệ sơn lót lớp phủ có chứa PAni tổng hợp đượcvớicácchấttạomàng thơngthườngnhưP U , P V B trongđiềukiệnănmịn Ýnghĩakhoahọc,thựctiễnvànhữngđónggópmớicủaluậnán - Nghiên cứu hệ thống số điều kiện để tổng hợp PAni có cấutrúcnano vớimụcđích nâng cao khản ă n g p h â n t n t r o n g m ô i t r n g mang - Khảo sát hệ thống hệ compozit từ PAni với loại bột vơ cơtừ tính (ferit, Fe3O4) để lựa chọn hệ compozit kết hợp tính điện,từtốt nhấtđể chếtạovậtliệuhấpthụsóng điệntừ - Xây dựng phương pháp chế tạo blend từ PAni polyme khácbằng cáchphântáncóhiệuquả cao - Chế tạo hệ sơn lót sơn phủ bảo vệ chống ăn mịn kim loạicóchứaPAni vớihàmlượngnhỏcho hiệuquảbảovệcao Bốcụccủaluậnán Luận án trình bày 123 trang, 30 bảng, 48 hình vẽ đồthị, 118 tài liệu tham khảo với kết cấu gồm: phần Mở đầu: trang; Tổngquan (chương 1):35 trang; Thực nghiệm (chương 2): 19 trang; Kết vàthảo luận (chương 3): 55 trang; Kết luận: trang; Tài liệu tham khảo: 9trang;Cáccơngtrìnhkhoahọcđãcơngbố:1trang vàphụlục:40trang B NỘIDUNGNGHIÊNCỨUCHÍNHCỦALUẬNÁN MỞĐẦU Phần đề trình bày tính cấp thiết, mục đích, nhiệm vụ, ý nghĩakhoahọc,thựctiễnvànhữngnội dungnghiêncứumớicủaluậnán CHƯƠNG1.TỔNGQUAN Chương trình bày thành tựu nghiên cứu lý thuyết, thực tiễn vềdẫnxuấtPAni,compozittừPAnivàvậtliệucơcơtừtính,blendcủaPAnivới polyme nền, sơn chống ăn mịn kim loại có chứa PAni, vật liệu hấp thụsóng điện từ Nêu chất khoa học, chếl m v i ệ c c ủ a s n c h ố n g ă n mịn kim loại có chứa PAni, vật liệu hấp thụ sóng điện từ chế tạo sởvật liệu có tính chất điện, từ Tổng quan đặt sở khoa học định hướngchoviệcthựchiệnnộidungnghiêncứuđểđạt mụctiêucủaluậnán CHƯƠNG2.THỰCNGHIỆM 2.1 Dụngcụ,thiếtbị,hóachất,mẫunghiêncứu 2.1.1 Hóachấtvàmẫunghiêncứu 2.1.1.1 Hóachất Hóachấtcơbảngồmcácloạisau:Anilin:LoạiPA,TrungQuốc,dungdịchmàuvàn gđậm,d=1,03; M =93,13;AxitHCl:LoạiPA,TrungQuốc; d =1,18;AxitH3PO4:LoạiPA,TrungQuốc,d=1,87;AxitTSA:Toluen-4sulfonic,LoạiPA,Merck(Đức),tinhthểmàutrắngM =190,22;Amonpersulfat:LoạiPA,TrungQuốc,Tinhthểmàutrắng,M =228,2;BộtBaryferit:loạiP,kíchthướchạt310m,ViệtNam;Nhựapolyacrylat:DesmophenA450,hàmlượngOH1,0;độnhớt4000 mPas, Bayer;Chất dóng rắn aliphatic polyisoxyanat (HDI trimer):DesmodurN3300,hàmlượngnhómNCO21,8;0,5%,độnhớt3000mPas, Bayer;FA703:Polyol, hàm lượng OH1,00,2%, Nhật;Bột Fe2O3:Loạimịn, dùng trongCNquangđiệntử,cỡhạt8-10m,Bayer;BộtTiO2:Loạip,mácKA100,cỡhạt12m,HànQuốc;Polyvinylbutyral(PVB):hàmlượngnhómbutyral7580%,HLnhómhydroxyl18-22%, Đức;Muối FeCl2.4H2O:Loại PA, Trung Quốc, M = 198,81;MuốiFeCl 3.6H 2O:LoạiPA,Trung Quốc,M=270, 29; Cácloạidung môi: dimetylsulfoxit,n-methyl-2pyrrolidon,axeton,metanol,etanol,butanol,etylaxetat,butyl axetat,toluen,nướccất 2.1.2 Dụngcụvàthiếtbị 2.1.2.1 Dụngcụvàthiếtbịthực phảnứng - Dụng cụ tổng hợp hữu cho tổng hợp PAni compozit chếtạo vật liệu bảo vệ:Banh điều nhiệt, máy khuấy từ, máy khuấy siêu âm, máynghiềnbi,máykhuấythôngthường,cốcthủytinh,nhiệtkế… 2.2 Cácphương pháp tỏnghợpvàkhảosátPAni 2.2.1 Đơnthựchiệnphảnứngtổnghợp 2.2.2 Tổng hợpPAnitrongđiềukiệnphảnứngkhácnhau 2.2.2.1 Tổng hợp điều kiện có chất mồi (ES-M):Sử dụng chất xúc tácamon persulfat có chất mồi dung dịch PAni hoà tan n - Methyl - 2-pyrrolidon.Nhiệtđộphảnứng:0-40C;T h i gian phảnứng:4giờ 2.2.2.2.TổnghợptrongđiềukiệncóchấtoxyhóaH2O2(ESH):SửdụngchấtxúctáclàhỗnhợpH2O26%vàFeCl2;Nhiệtđộphảnứng:040C;Thờigianphảnứng:4giờ 2.2.2.3 Tổng hợp điều kiện có siêu âm:Sử dụng chất xúc tác APSTỷ lệ anilin/APS/HCL 1/1/3 (mẫu ES-N*), nhiệt độ phản ứng: 40C.Tỷ lệ anilin/APS/H3PO4là 1/1/1 (mẫu ES-P), nhiệt độ phản ứng: 100C.Điềukiệncókhuấysiêm;Thờigianphảnứng:4giờ 2.2.2.4 TrongmơitrườngaxitTSA(ES-T):tỷlệanilin/APS/ TSAlà1/1/1,sửdụngđiềukiệnkhuấythơngthường.Nhiệtđộphảnứng:5100C.Thờigianphảnứng:4giờ 2.3 Cácphươngphápchếtạovàkhảosát compozit 2.3.1 ChếtạocompozittừPAnivàferit Phản ứng chế tạo compozit PAni.TSA/ferit thực theophươngpháptrùnghợptạichỗ,trongmơitrườngaxittoluen-4sulfonicđểbảotồn lượng ferit Tỷ lệ bột bary ferit đưa vào theo mẫu khác nhau.Đốivớisảnphẩmdạngbộtnhão(paste),saukhilọcrửabằngnướccất,tiếnhànhlọ c,rửabằngdungmơiđểloạinướccótrongsảnphẩm.Kýhiệu:ES-FRx 2.3.2 Chếtạonanocompozit từPAnivà Fe3O4 2.3.2.1 Tổng hợp nanoFe3O4:Sử dụng dung dịch NH4OH 0,6M dungdịchmuốiFeCl2.4H2O;FeCl3.4H2O.Đểchuẩnbịchođiều chếcompozit,giữsảnphẩmởdạngbộtnhão(paste)đểsửdụngchophảnứngtổng hợpcompozit 2.3.2.2 ChếtạonanocompozittừPAnivàFe3O4: PhảnứngchếtạonanocompozitPAni.TSA/ Fe3O4đượcthựchiệntheophươngpháptrùnghợptạichỗ,trongmôitrườngaxittoluen-4-sulfoniclàaxit yếu để bảo toàn lượngFe3O4 Tỷ lệ nano Fe3O4dạng paste đưa vàotheocácmẫukhácnhau.Kýhiệumẫu:ES-Tx *Với giả thiết ferit, Fe3O4khơng bị hịa tan q trình phảnứng, hiệu suất phản ứng tính theo lượng PAni thu Kiểm chứngbằng phương pháp tiến hành hịa tan phần PAni mẫu compozitbằngdungmơiDMSOđểxácđịnhlượngferit,Fe3O4cótronghợpphần 2.4 Chếtạocáchệsơnbảovệchốngănmịnkimloại 2.4.1 Chế tạo sơn lót polyvinyl butyral:Trên sở chất tạo màng PVB cóchứa 5% PAni bao gồm: L1 (chứa ES-M), L2 (chứa ES-P), L3 (chứa EST).Hàmkhơcủacáchệsơnlót10% 2.4.2 ChếtạosơnphủpolyuretancóchứaPAni:TrêncơsởPUcóchứa 0,3,5,7,9% PAni (dạng ES-T) kết hợp với 20% pigment TiO 2, (tương ứngvới mẫu GF0, GF3, GF5, GF7, GF9) chứa 5% PAni (dạng EST) kếthợpvớipigmentmàu(20%TiO2,20%Fe2O3,mẫuDF5) *Cáchệsơnnàyđềusửdụngdạngbộtnhão(paste)PAni/dungmôingay sau phản ứng tổng hợp (đã lọc rửa loại trừ nước) Khuấy máykhuấythườngtrong60phútsauđóhỗtrợphântánbằngsiêmtừ510phút.Khiphântáncácpigmentmàukhác,sửdụngphươngphápnghiềnbi 2.5 Chế tạocáchệvậtliệuhấpthụsóngđiệntừ SửdụngcompozitPAni/vậtliệutừtính(ES-FRxvàES-Tx)ởdạngpastePAni/ dungmơingaysauqtrìnhchế tạocompozit(đãlọcrửavàloạitrừ nước) để phân tán vào nhựaPUbằngphươngphápkhuấythơngthườngtrong60phút 2.6 Các phươngphápphântích,kiểmtratínhnăngkỹthuậtcủavậtliệu - Bao gồm phương pháp: IR, SEM, TEM, XRD, TGA, phươngphápxác định độdẫnđiện,VMS - Phương pháp thử nghiệm gia tốc độ bền mù muối; phương phápđo tổng trở điện hóa; phương pháp đo đạc, đánh giá độ bền lý củamàngsơn - Đođạctínhnănghấpthụ,phảnxạcủavậtliệusơn:TheotheotiêuchuẩnTQ SB-71:2004băngX(8-12GHz) CHƯƠNG3–KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN 3.1 KếtquảtổnghợpPAni 3.1.1 TổnghợpPAnitrongcácđiềukiệnphảnứngkhácnhau Cácmẫutổnghợptrongcácđiềukiệncósửdụngchấtmồi(MẫuESM),MẫusửdungchấtoxyhóalàH2O2(mẫuES-H);Mẫutổnghợptrongđiềukiện có siêu âm (Mẫu ES-N*, Mẫu ES-P) mẫu sử dụng axit hữu (MẫuEST),đềuchosảnphẩmcócấutrúcsợinanorõrệt Bảng3.1.KếtquảkhảosátphảnứngtổnghợpPAnitrongcácđiềukiệnkhácnhau Th«ngsè Tênm ȁu u Điềukiện phảnứng Khuythng Siờuâm ChấtoxyhúaH2O2 Cúchấtmồi Khuythng, Siờuõm, ES-N ES-N* ES-H ES-M ES-T ES-P 3.1.2 Kết quảphântíchIR Dopant Cấutrúc Màusắc HiÖusuÊt (%) axitHCl axitHCl axitHCl axitHCl axitTSA axitH3PO4 Phiến,tấm Sợinano Sợinano Sợinano Sợinano Sợinano Xanhlam Xanhlam Xanhlam Xanhlam Xanhlam Xanhlam 81,75 83,73 73.75 84.10 41,34 65,12 Kếtquảkhảosát,phântíchcấutrúcvậtliệubằngphổIRđãchothấycácmẫuđềut hểhiệnởcácđỉnhđặc trưngởvùngcấutrúccủa PAni:nhómquinoit:1556cm-11586cm-1;nhómbenzenoit:1480cm-1-1506cm-1;N-N:1289cm-1-1305cm-1 ;C-N:1229cm-1-1247cm-1;C-N:1109cm-1-1154cm-1;CH(para):781cm-1-824cm-1 3.1.3 KếtquảphântíchnhiễuxạtiaX VIBM.D 8.A D V- m a u ES-N0.V i e n d=3.31127 Lin(Cps) d=4.37320 d=5.78969 d=4.55892 d=3.54161 d=3.52387 d=1.75628 80 70 60 50 40 30 20 10 20 10 30 40 -Theta-Sc ale 50 60 10 20 30 40 2-Theta-S cale 50 60 E S- N0 - Fi le: E S- N - V ien H oa ho c Va t lie u raw - T y pe : Th /T h loc k ed - S t ar t: 00 ° - En d: 65 010 ° - S t ep : 03 ° - Ste p t im e: s - C re at io n: 11 /23/ 20 4: 44 : 11 P M - An od e: Cu - T em p : °C (R O pe ti on s : S mo ot h 0 66 | Imp or t 00 -0 8-1 28 (N) - p -D ia cet yl be nz en e - C 10 H 10 O2 - W L: 54 06 00 -0 9-1 97 (N) - -C ya no t ro po ne - C 8H 5N O - WL : 1.54 00 -0 9-0 96 (N) - T rim et hy lam ine hy dr o chl or ide - C 3H 9N ·HC l - W L: 1.5 40 ES.P ES-T0-F ile: E S-T0 -V i enH o ah o c Vatli eu.raw- Ty pe:2Th/Thl o c k ed -S t a rt:2 00 0° - End:6 000 °- S tep :0.030° -S t ep time:1 s - T e mp.: 25° C (Room)- TimeStarted:1195869952s- 2-The ta:2 Operation s:Smo othis[2 0.066| p nyl or )tethenyl]-2,5-dime t hy lbenz ene- C 24H20 Cl2/ClC6H4CHCHC6H2(CH3)2CHCHC 6H4Cl- S-Q100 0% -WL :1 06- Triclinic - a 9.40000- b11.88900- c9 00-0 39-1554(*) -1,4-B -(4-chloI m rophe 300 30 29 280 270 c 190 180 260 160 250 240 150 230 220 210 200 190 180 140 170 160 d 110 100 140 90 80 130 120 70 20 110 100 d=1.93493 120 d=2.85742 150 130 80 70 60 50 90 40 30 10 cịnmộtsốđỉnhyếuởgóc33 vàgóc400.MẫuPAnidạngEBchỉcó mộtđỉnhởgóc2==1 d=4.28944 210 200 d=5.81966 220 d=9.88823 230 170 d=3.52223 d=3.34847 240 d=3.5438 d=4.35105 d=5.99417 250 110 ES-M 290 27 260 ) ).N g o i r ;a 021 190 180 170 160 150 140 d=13.69988 );3 ( d 111 b 250 240 230 220 210 200 130 120 110 100 90 Lin(Cps) a d=2.19 128 27 (d 100 310 300 290 280 270 260 d=2.73953 010 );26 0(d 340 330 320 001 );21 0(d 350 d=9.92955 15 (d VIBM.D 8.ADV- m au ES-T0.V ie nH oah ocV atl i eu H oa hocVatl i eu 100 Lin(Cps) 200 d=9.94694 Cácđ ỉ n h đ ặ c t r n g c ủ a P A n i trêngiảnđồXRDthể hiệnrõở cácđỉnhtạigóc2== 9( d ); Lin(Cps) 300 20 10 20 30 40 10 2-Theta- S c a le ES.P- File:mauE S _ P- a Tuan_Vien HHVL.raw- T y p e : T h / Thl o c k ed - Start :3.000° -E n d:5 0.010° - S tep: 0.030° -S t e p t i me: s- Temp.: 25 °C (Roo m)-T i meStarted:1336440448s - 2- T he t a:Operations: Smooth0.048| I m port 00-038-1526(N ) - (2-Naphthoxy)acetic a c i d - C12H10O3- W L:1 540600-009-0506(N ) -1,3-Di-p-nitrobenzyl-5-ethyl-5-(methyl-1-butenyl)barbiturica c i d - C H 26N4O7 - WL: 5406 - 00-011-0906(I)- N- 10 20 30 40 50 2-Theta-S c a l e ES-M- File:ES-M.raw -Type: 2T h/Th loc k ed- Start:3.000°-E nd : 90° -S t ep:0 30° - Steptime:1.s -Temp.: 25°C (Room)-TimeS t a rt e d : 24 12 28 6s - 2-Theta:3.000 ° -Theta: 1.500 °-Display p l a n e:0- Chlorosuc cinimide-C4H4ClNO2- WL: 1.5406 -O rt h orhombic- Prim itive Hình 3.3 Phổ XRD mẫupolyanilinPAni.HCl(ES-N*) (a)P A n i TSA(ES-T)(b) PAni.H3PO4(ES-P)(c)PAni.HCl(ES-M)(d) KếthợpvớikếtquảphântíchIRvàđộ dẫntathấysảnphẩmESN*,ES-M,ES-Pcó mứcđộhoạt hóa,tinhthể caonhất 3.1.4 KếtquảphântíchbằngkỹthuậtchụpSEM QuahìnhảnhSEMtathấy:Vớikỹthuậtkhuấythơngthường,sảnphẩmcócấu trúcdạngphiến,tấmvớikíchthước200300(nm) (hình3.4a).Vớikỹthuậtkhuấysiêm,sảnphẩmPAni ngungốccódạngsợivớiđườngkính50 100(nm) (hình3.5).TrongkhiđómẫuPAnitổnghợptrongmơitrườngaxitTSAđềucócấutrúcdạ a a b b ngsợinanovớiđườngkính50-100nm(hình3.4b) Hình3.4.ẢnhSEMmẫuPAni.HCl(a)mẫu PAni.TSA(b)phảnứngởđiềukiệnthơngthư ờng Hình3.5.ẢnhSEMcácmẫuPAnitổnghợpt rongđiềukiệncósiêmES-N*(a)vàES-P(b) a b - ĐốivớimẫuESM( t ổ n g hợptrongđiềukiệncóc h ấ t mồi)(hình 3.6b) - Mẫu ES - H (sử dụng chất oxyhóanhẹH2O2)(hình3.6a) Hình3.6.ẢnhSEMcácmẫuPAnitổnghợptrong điềukiệncósửdụngchấtoxyhóaH2O2mẫuESCác sản phẩm có cấu H(a)vàcóchấtmồimẫuES-M(b) trúcsợinano a Các mẫu đạt mức độ hoạt hóa cao, mức độ tinh thể cao, độdẫn điện lớn với điều kiện đặc biệt: Mẫu ES-M sản phẩm có sử dụng chấtmồicóđộdẫncao(1,204S/cm),mức độkếttinhcao,hiệusuấtphảnứngđạt84%.Mẫu phản ứng trongđiềukiệnsiêuâm(mẫu ES-N*)cũngcóhiệusuấtphảnứngtănghơn,độdẫn đạt 0,2416 (S/cm), hiệu suất đạt 83,73% mẫuESP(axitH3PO4)cóhiệusuấtvàđộdẫntốt(=0,1366S/cm) b VớiaxitTSA mẫuđạtđượcgiátrịđộdẫncao,thíchhợpchophảnứng tổnghợpcompozitlàES-Tvới=0,1383S/cm.Đâylàaxitkhơnggâyảnhhưởngđếncác loạibộtvơcơnhưfeit,Fe3O4.ĐồngthờiđâycũnglàloạiPAnicótínhchấthữucơcaohơnn êndễphântánvàocácloạinềnpolymekhácnhau QuansátảnhTEMởhình3.24tathấy: a - PhamàuđenlàcáctiểuphânFe3O4,cóhìn h cầu trịn, có đường kính 610nm.PhasángmàulàcáctiểuphânPAni cóhìnhcầuđườngkính50-100nm - Lớp PAni bao bọc hạt Fe3O4,bản thân PAni liên kết với tạothành khối hạt có kích thước lớnhơn (50 - 100nm) Trong khốinàychứanhiềutiểuphânFe3O4 c b d Hình 3.24 Ảnh TEM mẫunanocompozitES-T28(a,b)vàES-T50(c,d) 3.3.2.5 Kếtquảđotínhnăngtừvàđộdẫnđiện Kếtquảđođộdẫn điệnvàtínhnăngtừnêutrongbảng3.11Bảng3.11.Tínhnăngtừv độdẫ nđiệncủa hệnanocompozitPAni/Fe3O4 Mẫuc ó đ ộ d ẫ n v t í n h Thông Ms(e Hc( Độ từ kết hợp tốt sốTênmẫu mu/g) Oe) dẫn(S/c cácmẫusau: m) -MẫuES-T28(=0,1463 ES-T 0,22 30 0,1383 ES-T9 5,2 12,0 0,4669 S/cm,Ms=9,1emu/g) ES-T28 9,1 5,25 0,1463 -MẫuES-T50(=0,0531 ES-T50 13,0 3,0 0,053 S/cm,Ms=13,0emu/g ES-T75 32,0 3,0 0,025 Fe3O4 51 10 10-7 rõ rệt khác biệt *Một thông số thể giátrị từ trễ Hc hai mẫu khác Vật liệu nanocompozit PAni/Fe3O4vàFe3O4thểhiệngiátrị vậtliệukíchthướcnanocótínhsiêuthuậntừ(Hc =3-12Oe) khiđó vậtliệu compozitPAni/ferit vàbột ferit thểh i ệ n tính chất từ vật liệu từ cứng, có kích thước lớn (Hc=1100-1380Oe).Mức độ bao bọc hạt khả hòa trộn PAni lên Fe 3O4là cao hơnrất nhiều so với ferit Giá trị độ dẫn nhóm mẫu compozit PAni/Fe 3O4cũng caohơn 3.4 Kếtquảchếtạosơnchốngănmònkimloại LuậnánsửdụnghệsơnPU,thànhphầnđơnsửdụngPAni.TSA(EST)vớihàmlượngtừ0-9%kếthợpvới20%pigmentTiO2(tươngứngvớimẫuGF0, GF3, GF5, GF7, GF9) mẫu chứa 5% PAni.TSA (ES-T) kết hợp vớipigmentkhác(20%TiO2và20%Fe2O3,mẫuDF5).CáchệsơnPUđượcsơntrựctiếptrên nềnthépvàsơntrênnềncácloạilớplótsau: L1: Màng sơn lótPVB có chứa 5% PAni.HCl (ESM)L2:MàngsơnlótPVBcóchứa5%PAni.H3PO4(ES-P)L3: màngsơnlótPVBcóchứa5%PAni.TSA(ES-T) 3.4.1 Kết quảđánhgiáđộbềncơlý Khi sử dụng hệ lớp lótL1,L , L đ ộ b m d í n h , b ề n u ố n , v a đập không bị thay đổi đạt mức cao cho thấy lớp lót cókhả bám dính tốt thép Kết đo đạc cho thấy sơn chứapolymed ẫ n d u y t r ì r ấ t t ố t c c t í n h n ă n g c ủ a m n g s n b a n đ ầ u , c ó đ ộ b ề n va đập, độ bám dính độ bền uốn cao Độ bám dính: điểm 1; độ bền vađập:200(KG.cm);độbềnuốn:2(mm);độcứng:0,24–0,30 3.4.2 Độbềnmùmuối Khi sử dụng PAni vào hệ sơn độ bền vững mù muối hệsơn tăng lên, đặc biệt với số mẫu xuất vết rộp khả ứcchếcủaPAninênkhơngxuấthiệnvếtgỉchothấynềnthépđãđượcthụđộnghóa.Độbề nmùmuốicaohơnnhiềusovớicácmẫusơnkhơngchứaPAnicóđộ dầy tương đương Các mẫu sơn lót chứa PAni thụ động, ức chếcủaPAnilàmnângcaokhảnăngchốngănmịnkimloạichosơnphủ Bảng3.13.Đánhgiá độbền mùmuốicủacáchệsơn Sơnphủ Lớplót MẫusơnPUkhơngchứaPAni Khơngcólớplót MẫusơnPUchứaPAni Khơngcólớplót MẫusơnPUkhơngchứaPAni MẫusơnPUchứaPAni LớplótPVBchứaPAni LớplótPVBchứaPAni Độbềnmùmuối(giờ) 720 (30chukỳ) 1200-1440 (50-60chukỳ) 1440(60chukỳ) 1440(60chukỳ) 3.4.3 Kếtquảđotổngtrở điệnhóa 3.4.3.1 KhảosáthệsơnphủPUtrựctiếp khơngcólớplót Các mẫu sơn trực tiếp thép bao gồm GF0, GF3, GF5, GF7,GF9.Cáckết quảđo tổng trở đượcnêu raở hình 3.29 Hệs n t ố t l cácmẫu chứa9%PAni(GF9)vàmẫucóchứa5%PAnikếthợpvới20% Fe2O3(DF5).Khảnăngứcchếcaonhất,giátrịtổngtrởởmẫuđạtZ0,1Hz ≥108.cm2vàduytrìhơn63ngàychưabịsuygiảm Mẫu GF0 (khơng chứa PAni) giá trị tổng trởsuy giảm liên tục, sau hơn30 ngày đạt mứcZ0,1Hz104-105.cm2bằng giá trị tổng trở dungdịchngâm mẫu có khả bềnvững môi trường mù muối đến 720giờ z (.cm2) 1010 109 108 107 106 105 104 GF9 DF5 GF7 GF5 GF3 GF0 70Thời 0102030405060 (ngày) Hình3.29.Đồthịgiá trịtổngtrởcácmẫusơn phủPUsơn trựctiếptrênnền théptheothờigianngâmmẫu Từcáckếtquảđođiệnhóacóthểthấycác hệsơnnàycómứcđộbảovệkhácnhauphụthuộcvàohàmlượngPAnicómặttrongthànhp hầnsơn(xembảng3.15).CáckếtquảnàychothấyrõmẫusơnGF9vàDF5chokhảnăngbả ovệtốthơnhẳn Bảng3.15.ĐánhgiácácthơngsốđiệnhóacủahệsơnphủPUkhơngcólớplót Tên mẫu Hàmlượng PAni(%) GF0 GF3 GF5 GF7 GF9 DF5 20%Fe2O3 OCPsau63 ngày(mV/ SCE) Tổngtrở Z0,1Hz 10 cm -660 10 - 10 -640đến750 .cm 10.cm 10-10.cm 2 -56 -135 (sau64ngày) Trạngthái Thếm c h h giả md ầ n t h e o thời gianngâmmẫu OCPdịch chuyểndần vể phía dươngsauq u t r ì n h khuếchtán gian