Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu biến tính màng epoxy và nền thép nhằm nâng cao khả năng chống ăn mòn

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu biến tính màng epoxy và nền thép nhằm nâng cao khả năng chống ăn mòn" là tăng cường khả năng chống ăn mòn của nền thép bằng màng sơn epoxy được gia cường ống nano APTS-TiO2 và lớp phủ thụ động đa kim loại Ti/Zr/Mo trên nền thép. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu biến tính màng epoxy và nền thép nhằm nâng cao khả năng chống ăn mòn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM DƯƠNG THỊ HỒNG PHẤN NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH MÀNG EPOXY VÀ NỀN THÉP NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Đà Nẵng, Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM DƯƠNG THỊ HỒNG PHẤN NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH MÀNG EPOXY VÀ NỀN THÉP NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 94440114 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Đào Hùng Cường 2. PGS.TS. Lê Minh Đức Đà Nẵng, Năm 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác Tác giả Dương Thị Hồng Phấn ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên với lòng biết ơn sâu sắc nhất tôi xin gửi lời cảm ơn đến GS. TS. NGND. Đào Hùng Cường và PGS. TS. Lê Minh Đức - những người đã truyền cho tôi tri thức, cũng như tâm huyết nghiên cứu khoa học, người đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành bản luận án này. Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, tôi đã nhận được sự giúp đỡ và hướng dẫn của tập thể các cán bộ, giảng viên Khoa Hóa và Phòng sau đại học, trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng. Tôi xin ghi nhận và biết ơn sự đóng góp quý báu của quý Thầy, Cô. Thêm những lời cảm ơn đặc biệt đến các Thầy, Cô khoa Hóa, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng vì những giúp đỡ về tinh thần, tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất cũng như những ý kiến về khoa học trong suốt quá trình thực hiện Luận án. Để hoàn thành luận án, tôi đã nhận được 1 phần kinh phí từ Đề án 911, sự hỗ trợ từ quỹ phát triển KH&CN ĐHĐN (B2016-ĐN02-11) và đề tài cấp Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng (T2018-02-31). Cuối cùng, tôi cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình, đặc biệt là chồng và các con tôi, đã luôn kịp thời động viên, chia sẽ và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành luận án của mình. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Tác giả Dương Thị Hồng Phấn iii TRANG THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SỸ Tên đề tài: Nghiên cứu nâng cao khả năng chống ăn mòn của màng epoxy biến tính trên nền kim loại biến tính Ngành: Hóa hữu cơ Họ và tên NCS: Dương Thị Hồng Phấn Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TSKH. Đào Hùng Cường 2. PGS.TS. Lê Minh Đức Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt Ống nano titanium dioxide (TNTs) đã được coi là cấu trúc nano triển vọng được sử dụng cho nhiều ứng dụng thực tế như thiết bị y sinh, quang học và quang điện tử. Tuy nhiên, sự tập trung lại các ống nano do lực hút giữa các phân tử với nhau đã cản trở khả năng phân tán đồng nhất của nó trong các dung môi. Trong nghiên cứu này, TNTs được chức hóa bằng 3-aminopropyl triethoxysilane (APTS) để cải thiện khả năng phân tán. Các ống nano TiO2 có đường kính đồng đều khoảng 10-20 nm và chiều dài khoảng 100-150 nm được điều chế bằng cách xử lý thủy nhiệt từ các hạt TiO2 (P25) thương mại. Các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả chức hóa bao gồm nồng độ khối lượng của APTS, nhiệt độ và thời gian phản ứng được nghiên cứu bằng phương pháp thống kê thí nghiệm (DoE). Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) được dùng để đánh giá hiệu quả ghép nối, từ đó tìm được điều kiện chức hóa tối ưu. Sử dụng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại bao gồm nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và đo diện tích bề mặt (BET) dùng để xác định trạng thái tinh thể, sự thay đổi hình thái cấu trúc của TNTs trước và sau khi tổng hợp. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) đã xác nhận sự hiện diện của các nhóm chức hữu cơ và liên kết hóa học tồn tại trên bề mặt TNTs. Đồng thời chứng minh APTS trên TNTs cũng đóng vai trò như là một chất đóng rắn thông qua quang phổ FTIR. Đặc tính của các lớp phủ được xác định thông qua tính chất nhiệt, cơ lý và khả năng chống ăn mòn của nó. Từ đó chứng minh lớp phủ của hỗn hợp có gắn APTS có những tính chất ưu việt hơn so với ban đầu, đặc biệt khả năng bảo vệ nền thép. Ngoài ra, lớp thụ động không crom Zr/Ti/Mo có khả năng bảo vệ, chống ăn mòn tốt trên nền thép SPCC-JISG 3141. Lớp phủ thụ động chứa Mo, Zr và Ti được tạo thành công trên nền thép bằng cách nhúng trong dung dịch chứa 17 g/l Na2MoO4, 7 g/l K2ZrF6, 1 g/lH2TiF6 và pH= 5. Kính hiển vi điện tử quét/ phổ tán sắc năng lượng tia X (SEM/EDX) đã cho biết hình thái cấu trúc tế vi của bề mặt và sự hiện diện thành phần nguyên tố Zr/Ti/Mo trên bề mặt thép nền. Đường cong phân cực xác định thế và dòng ăn mòn thu được khi có và không có lớp phủ thụ động trên nền thép cho thấy có sự giảm dòng ăn mòn khi có lớp thụ động này. Mặt khác, khả năng bảo vệ ăn mòn của lớp phủ thụ động còn được khảo sát bằng thiết bị phun sương muối, tổng trở. Kết quả cho thấy lớp phủ thụ động đã tăng cường tính năng chống ăn mòn cho nền thép. Biến tính bề mặt ống nano TiO2 bằng APTS nhằm tăng cường khả năng chống ăn mòn của màng sơn epoxy. Mặc khác, bề mặt thép được bảo vệ bằng một lớp thụ động đa kim loại Ti/Zr/Mo. Như vậy, hai loại màng theo cơ chế che chắn bảo vệ ...