polyme fluo
Một hệ thống sơn tốt cần cú một lớp lút trờn nền vật liệu và một lớp phủ ngoài cựng để bảo vệ vật liệu. Vỡ vậy, lựa chọn lớp lút tốt mới chỉ là yếu tố cần, để hoàn thiện hơn ta cần tiến hành khảo sỏt chọn ra một lớp phủ bảo vệ tốt bờn ngoài (đõy là yếu tố đủ) để cú thể chống lại điều kiện khắc nghiệt của mụi trường như tia bức xạ hay cỏc tỏc nhõn ăn mũn vật liệu như cỏc cụng trỡnh làm việc trong mụi trường nước biển.
Khả năng chịu bức xạ của màng được xỏc định bằng cỏch chiếu tia UV lờn mẫu thộp phủ hợp kim Al-Zn và phủ epoxy và polyme fluo theo thời gian và đo tổng trở để xỏc định độ bền UV của màng. Độ bền của màng theo thời gian được đỏnh giỏ qua thụng số giỏ trị modul tổng trở theo cỏc thời gian chiếu UV. Kết quả được trỡnh bày trờn hỡnh 3.13.
10 100 1000
2 24 48 96 144
Thời gian chiếu UV (giờ)
Mo du l t ổn g tr ở tạ i 1 00 m H z (Ω)
Hỡnh 3.13. Sự biến thiờn modul tổng trở tại tần số 100 mHz của mẫu thộp phủ hợp kim Al-Zn và phủ epoxy (o), polyme fluo (•) theo thời gian chiếu UV
Húa dầu và Xỳc tỏc hữu cơ – K20 56
Nhỡn vào đồ thị rừ ràng thấy sự giảm mạnh giỏ trị modul tổng trở của lớp phủ epoxy so với lớp phủ polyme fluo (sau 24 giờ chiếu UV, epoxy cú giỏ trị modul tổng trở giảm xuống gần 100 lần và cú tăng khụng đỏng kể sau cỏc giờ chiếu tiếp theo; trong khi lớp phủ polyme fluo chỉ giảm xuống khoảng 10 lần và cú sự tăng nhẹ sau 240 giờ chiếu UV).
Theo một số tài liệu, bề mặt của nhựa epoxy thành phần thường bị suy giảm biến đổi cả về tớnh chất cơ lý học và húa học dưới cỏc tỏc động như tia tử ngoại, quỏ trỡnh oxy húa hay cỏc tỏc nhõn khắc nghiệt khỏc [17]. Tia bức xạ tử ngoại UV với sự cú mặt của oxy taọ ra một lượng nhiệt lớn và oxi húa mạnh đối với cỏc vật liệu polyme. Sự suy biến nhiệt oxy húa trờn bề mặt của nhựa epoxy dẫn tới sự phỏ vỡ cấu trỳc do sự ứng suất cơ - nhiệt và ảnh hưởng của sự oxi húa. Ứng suất nhiệt tạo ỏp lực cơ học lờn bề mặt nhựa epoxy và trong toàn khối lớn của lớp màng dẫn tới sự rạn nứt cấu trỳc và lan truyền. Dưới tỏc động của tia tử ngoại, quỏ trỡnh oxi húa dẫn đến sự gia tăng mật độ bề mặt do sự thoỏt ra ngoài của chất bay hơi và sự co bề mặt của lớp màng epoxy. Việc phõn mảnh cấu trỳc đó dẫn tới sự giảm độ cứng, độ bền và cấu trỳc của màng epoxy khụng ổn định. Những khuyết tật màng này khụng những làm giảm việc hỡnh thành cấu trỳc polyme mà cũn là nguyờn nhõn tạo ra những vết rạn vĩ mụ gõy phỏ hủy lớp màng Việc giảm tớnh cơ lý của polyme là do tỏc nhõn nhiệt (nhận được từ tia tử ngoại) phõn hủy làm cho liờn kết giữa cỏc sợi gia cường và cỏc thành phần nhựa epoxy bị suy giảm, liờn kết lỏng lẻo làm cho mạch polyme khuyết tật tạo điều kiện cho mụi trường xõm thực tấn cụng.
Húa dầu và Xỳc tỏc hữu cơ – K20 57
Cơ chế phỏ hủy màng epoxy dưới tỏc động của tia UV cú thể được mụ tả như sau [17]:
Húa dầu và Xỳc tỏc hữu cơ – K20 58
Trong khi đú, lớp phủ polyme fluo do cú cấu trỳc rất bền vững:
Liờn kết C – F được liờn kết một cỏch chặt chẽ với liờn kết C – C trong mạch chớnh. Độ bền cao của polyme fluo dựa trờn năng lượng liờn kết của nú C – F. Năng lượng liờn kết của C – F thỡ lớn hơn rất nhiều so với năng lượng của cỏc tia UV; chớnh vỡ thế mà lớp phủ polyme fluo thường được dựng để làm lớp phủ trờn cựng để bảo vệ lớp phủ trung gian và lớp nền vật liệu trỏnh khỏi cỏc tỏc nhõn ăn mũn như UV, O2, hơi ẩm…
3.4. Khảo sỏt khả năng bảo vệ chống tia tử ngoại và khả năng chống ăn mũn của lớp phủ polyme fluo chứa nanosilica và nanosilica biến tớnh trờn