CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Nghiên cứu khả năng bảo vệ chống ăn mòn thép phủ hợp kim Al-Zn của polyme fluo và epoxy chứa nanosilica biến tính với 1H-Benzotriazole
Mẫu thép phủ hợp kim Al-Zn lần lượt phủ các lớp màng epoxy, polyme fluo, epoxy chứa nanosilica biến tính HBT và polyme fluo chứa nanosilica biến tính HBT. Khả năng bảo vệ chống ăn mòn được xác định bằng đo tổng trở điện hóa theo thời gian thử nghiệm trong dung dịch NaCl 3%. Hình 3.7 và 3.8 trình bày phổ tổng trở dạng Bode của màng epoxy và epoxy chứa chứa nano SiO2-HBT sau 7 và 77 ngày thử nghiệm.
Hóa dầu và Xúc tác hữu cơ – K20 50
0 30 60 90
-2 -1 0 1 2 3 4 5
Logarit tần số (Hz)
Góc pha (độ)
Hình 3.7. Phổ tổng trở của mẫu thép phủ Al-Zn phủ màng epoxy (o) và epoxy chứa 3% SiO2-HBT (•) sau 7 ngày thử nghiệm trong dung dịch
NaCl 3%
0 30 60 90
-2 -1 0 1 2 3 4 5
Logarit tần số (Hz)
Góc pha (độ)
Hình 3.8. Phổ tổng trở của mẫu thép phủ Al-Zn phủ màng epoxy (o) và epoxy chứa 3% SiO2-HBT (•) sau 77 ngày thử nghiệm trong dung dịch
NaCl 3%
3 4 5 6 7
-2 -1 0 1 2 3 4 5
Logarit tần số (Hz)
Modul (Ω.cm2 )
3 4 5 6 7
-2 -1 0 1 2 3 4 5
Logarit tần số (Hz)
Modul (Ω.cm2 )
Hóa dầu và Xúc tác hữu cơ – K20 51 Theo các kết quả trên ta thấy, phổ tổng trở của các lớp phủ epoxy và epoxy chứa SiO2-HBT có sự khác biệt với cả thời gian thử nghiệm mẫu ngắn (7 ngày) và dài (77 ngày). Giá trị tổng trở của màng epoxy chứa nanosilica lớn hơn hẳn màng sơn epoxy hàng trăm lần sau 7 ngày thử nghiệm và 10 lần sau 77 ngày thử nghiệm. Hơn nữa, giá trị góc pha của màng epoxy chứa nanosilica-HBT cũng lớn hơn, thể hiện khả năng bám dính cao hơn màng epoxy. Theo các tài liệu đã công bố, hợp chất dị vòng chứa nitơ thường có phản ứng tạo phức với kẽm nhờ liên kết cho nhận giữa cặp đôi điện tử và orbital trống d của kim loại [36]. Sự hình thành liên kết này trên bề mặt tạo thành lớp màng dày ngăn ngừa sự xâm thực của các tác nhân ăn mòn đến bề mặt kim loại và gia tăng bám dính với nền kim loại.
Hình 3.9 và 3.10 trình bày phổ tổng trở dạng Bode của màng polyme fluo và polyme fluo chứa nano SiO2-HBT sau 7 ngày và 77 ngày thử nghiệm.
Quan sát hình 3.9 và 3.10 ta thấy: phổ tổng trở của màng polyme fluo và polyme fluo chứa nano SiO2-HBT, không có sự khác biệt nhiều cả sau thời gian ngâm mẫu dài và thời gian ngâm mẫu ngắn. Sự có mặt của nano SiO2-HBT không làm gia tăng khả năng che chắn của màng polyme fluo.
Điều đó có thể do khả năng tương tác kém giữa polyme fluo với nền Al-Zn và giữa polyme fluo với các tiểu phần nano SiO2-HBT do cấu trúc phân cực của nền kim loại cũng như của SiO2-HBT.
So sánh với màng epoxy (hình 3.7 và 3.8), giá trị tổng trở của màng polyme fluo thấp hơn, điều đó cho thấy khả năng che chắn kém hơn so với epoxy.
Hóa dầu và Xúc tác hữu cơ – K20 52
0 30 60 90
-2 -1 0 1 2 3 4
Logarit tần số (Hz)
Góc pha (độ)
Hình 3.9. Phổ tổng trở của mẫu thép phủ Al-Zn phủ màng polyme fluo (o) và HBT – polyme fluo (•) sau 7 ngày thử nghiệm trong dung dịch NaCl 3%
0 30 60 90
-2 -1 0 1 2 3 4 5
Logarit tần số (Hz)
Góc pha (độ)
Hình 3.10. Phổ tổng trở của mẫu thép phủ Al-Zn phủ màng polyme fluo (o) và HBT – polyme fluo (•) sau 77 ngày thử nghiệm trong dung dịch NaCl 3%
Sự suy giảm của màng theo thời gian được xác định thông qua biến thiên của modul tổng trở tại tần số 100 mHz theo thời gian thử nghiệm.
1 2 3 4
-2 -1 0 1 2 3 4 5
Logarit tần số (Hz)
Modul (Ω.cm2 )
2 3 4
-2 -1 0 1 2 3 4 5
Logarit tần số (Hz)
Modul (Ω.cm2 )
Hóa dầu và Xúc tác hữu cơ – K20 53
10 100 1000 10000 100000 1000000
1 14 35 42 63 77 84 98 147 154
Thời gian (ngày)
Modul tổng trở tại 100 mHz (Ω)
Hình 3.11. Sự biến thiên modul tổng trở tại tần số 100 mHz của các màng epoxy (o) và 1HBT-epoxy (•) theo thời gian ngâm trong dung dịch NaCl 3%
10 100 1000
1 14 35 42 63 77 84 98 147 154
Thời gian (ngày)
Modul tổng trở tại 100 mHz (Ω)
Hình 3.12. Sự biến thiên modul tổng trở tại tần số 100 mHz của màng polyme fluo (o) và polyme fluochứa nano SiO2-HBT (•) theo thời gian ngâm trong
dung dịch NaCl 3%
Hóa dầu và Xúc tác hữu cơ – K20 54 Hình 3.11 và 3.12 trình bày biến thiên của modul tổng trở tại tần số 100 mHz của màng epoxy và epoxy chứa nano SiO2-HBT cũng như polyme fluo và polyme fluo chứa nano SiO2-HBT.
Phự hợp với sự quan sỏt phổ tổng trở, ta thấy rừ ràng sự khỏc biệt giữa modul tổng trở của màng epoxy và epoxy chứa chất phụ gia nano SiO2-HBT trong khi đú ở polyme fluo khụng quan sỏt thấy sự khỏc biệt rừ rệt. Điều đú có thể do khả năng tương hợp của chất hữu cơ 1H-Benzotriazole vào lớp màng epoxy tốt hơn lớp màng polyme fluo.
Độ bám dính của lớp sơn lót với bề mặt kim loại là một trong các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ chống ăn mòn kim loại. Kết quả đo độ bám dính của màng epoxy và màng polyme fluo được trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Độ bám dính của màng epoxy và màng polyme fluo
Mẫu Epoxy Polyme fluo
Độ bám dính (N/mm2) 2.0 1.0
Qua kết quả khảo sát độ bám dính và khả năng chống ăn mòn trong dung dịch NaCl 3% của lớp màng epoxy và polyme fluo trên thép phủ hợp kim nhôm kẽm ta thấy lớp màng epoxy có khả năng bám dính tốt trên bề mặt thép phủ hợp kim Al-Zn và khả năng chống ăn mòn kim loại trong môi trường xâm thực tốt hơn so với lớp màng polyme fluo. Như vậy, lớp màng epoxy được sử dụng làm lớp lót trước khi sử dụng lớp phủ polyme fluo.
Hóa dầu và Xúc tác hữu cơ – K20 55 3.3. Đánh giá khả năng chịu tia tử ngoại của lớp màng epoxy và lớp màng