تهیه کلوئیدی نانوکامپوزیت پلی آنیلین - پلی وینیل الکل- سیلیسیم دی اکسید و بررسی خواص ضدخوردگی آن

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 484

2 تهران، دانشگاه تهران، پردیس علوم، دانشکده شیمی، صندوق پستی 4563-11155

چکیده

پلی ­آنیلین (PANI) به دلیل قیمت کم، راحتی دسترسی به مواد اولیه، سنتز آسان، پایداری محیطی خوب، رسانایی الکتریکی قابل­ کنترل و خواص اکسایشی، از جالب ترین پلیمرهای رساناست. در سال­ های گذشته نشان داده شد، پلیمرهای رسانای الکتریکی نظیر پلی ­آنیلین می­ توانند به­ عنوان پوشش محافظ خوردگی استیل به دلیل تشکیل لایه اکسید روی سطح فلز، استفاده شوند. فرایندپذیری ضعیف پلی­ آنیلین به سبب خواص ضعیف مکانیکی و استحکام کم ازمعایب اصلی آن به­ شمار می ­آید. در این پژوهش، کلوئیدی از نانوکامپوزیت پلی­ آنیلین - SiO2(PSC) در محیط آبی با استفاده از پایدارکننده پلی­ وینیل الکل و اکسنده آمونیوم پرسولفات تهیه شد و نانوکامپوزیت حاصل با روش ­های XRD ، FTIR و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شد. امولسیون حاصل در غلظت­ های1، 3 و %5 وزنی با پلی ­وینیل استات (PVAc) مخلوط شد. تصویر SEM نشان داد، ذرات نانوکامپوزیت به ­خوبی در ماتریس پلی­ وینیل استات پخش شده­ اند. مقدار حفاظت از خوردگی پوششی از این مخلوط روی فلز در محلول­ های 1 مولار کلریدریک اسید و %5/3 سدیم کلرید به روش ­های الکتروشیمی تافل در دمای محیط ارزیابی شد. آزمون خوردگی با دستگاه پتانسیوستات- گالوانوستات با سه الکترود انجام شد. نتایج نشان داد، افزودن نانوکامپوزیت رسانا به ماده زمینه پوشش باعث کاهش شدید سرعت و شدت جریان خوردگی می­ شود. پلی­ وینیل استات حاوی مقدار %3 وزنی نانوکامپوزیت در محلول­ های کلریدریک اسید و سدیم کلرید دارای خاصیت حفاظت از خوردگی بهتری برای فلز کربن استیل St37 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Colloidal Preparation of Polyaniline-Poly(vinyl alcohol) - SiO2 Nanocomposite and Study of its Anti-corrosive Properties

نویسندگان [English]

  • Mohsen Khademian 1
  • Hossein Eisazadeh 1
  • Mohsen Ghorbani 1
  • Alireza Shakeri 2
1 Department of Chemical Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, P.O. Box 484, Babol, Iran
2 School of Chemistry, College of Science, University of Tehran, P.O. Box: 11155-4563, Tehran, Iran
چکیده [English]

Polyaniline (PANI) is one of the most interesting conducting polymers due to its low cost and easy availability of raw materials, easy synthesis, good environmental stability and controllable electrical conductivity and redox properties. In recent years it has been shown that electrically conducting polymers such as polyaniline in integrated coating applications are able to protect steel from corrosion due to formation of passive oxide layer on the metal surface. In this report, a nanocomposite of polyaniline–nanoSiO2 (PSC) has been prepared by using poly(vinyl alcohol) (PVA) as surfactant and ammonium persulfate as an oxidant in the aqueous media. The prepared materials were characterized and compared by Fourier transformation infrared (FTIR) spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). In this method different concentrations (1, 3 and 5wt%) of emulsion nanocomposite were each mixed with polyvinyl acetate (PVAc) binder. SEM image showed good distribution of nanocomposite in the polyvinyl acetate matrix. The anti-corrosive properties of this blend on carbon steel in 3.5% NaCl and HCl (1M) were evaluated by Tafel slope analysis. The corrosion inhibition performance study was carried out at room temperature in aqueous solution of 1.0 M HCl and 3.5 % NaCl by using Tafel method. Experiments were carried out in a conventional three electrode cell assembly using Autolab Potentiostat/Galvanostat. The results showed that addition of nanocomposite to PVAc decreased the corrosion rate and corrosion current density. According to the results, the blend of 3 wt% of this nanocomposite with polyvinyl acetate has the best corrosion protection for steel St37 in both media.

کلیدواژه‌ها [English]

  • polyaniline
  • anticorrosion
  • colloid
  • Nanocomposite
  • tafel