Nghiên cứu nâng cao tính chất chống ăn mòn thép trong môi trường NaCl 3,5% của lớp phủ epoxy-Fe3O4 biến tính
14 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.107.2025.58-67Từ khóa:
Nanopigment; APTES; Lớp phủ epoxy; Khả năng chống ăn mòn; Tafel.Tóm tắt
Nghiên cứu này tập trung nâng cao khả năng chống ăn mòn của thép trong dung dịch NaCl 3,5% thông qua việc chế tạo lớp phủ epoxy chứa hạt nano Fe₃O₄ biến tính. Nano Fe₃O₄ được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa và biến tính bằng APTES để cải thiện khả năng phân tán và tương thích với nền epoxy. TEA được sử dụng như chất hoạt động bề mặt nhằm ổn định hình thái hạt và hỗ trợ phân tán đồng đều trong lớp phủ. Năm mẫu được chế tạo gồm: epoxy nguyên chất, epoxy–Fe3O4/TEA, epoxy–APTES–Fe₃O₄ và epoxy–APTES–Fe₃O₄/TEA. Cấu trúc và hình thái hạt nano được đặc trưng bằng XRD, FTIR, SEM và EDX. Khả năng chống ăn mòn được khảo sát bằng PDP và EIS. Kết quả cho thấy việc biến tính bằng APTES và TEA giúp giảm icorr, dịch chuyển Ecorr về dương và giá trị |Z| ở tần số thấp cao nhất, chứng tỏ hiệu quả bảo vệ cao hơn, hứa hẹn ứng dụng trong bảo vệ kết cấu thép trong môi trường biển, kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì.
Tài liệu tham khảo
[1]. B. Ramezanzadeh and M. M. Attar, “Studying the corrosion resistance and hydrolytic degradation of an epoxy coating containing ZnO nanoparticles”, Materials Chemistry and Physics, Vol. 130, No. 3, pp. 1208–1219, (2011). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2011.08.065
[2]. T.-R. Ovari, T. Toth, G. Katona, G. S. Szabó, and L. M. Muresan, “Epoxy Coatings Doped with (3-Aminopropyl)triethoxysilane-Modified Silica Nanoparticles for Anti-Corrosion Protection of Zinc”, Coatings, Vol. 13, No. 11, (2023). doi: 10.3390/coatings13111844 DOI: https://doi.org/10.3390/coatings13111844
[3]. Y.-w. Jun et al., “Nanoscale Size Effect of Magnetic Nanocrystals and Their Utilization for Cancer Diagnosis via Magnetic Resonance Imaging”, Journal of the American Chemical Society, Vol. 127, No. 16, pp. 5732–5733, (2005). DOI: https://doi.org/10.1021/ja0422155
[4]. M. M. Ba-Abbad, A. Benamour, D. Ewis, A. W. Mohammad, and E. Mahmoudi, “Synthesis of Fe3O4 Nanoparticles with Different Shapes Through a Co-Precipitation Method and Their Application”, JOM, Vol. 74, No. 9, pp. 3531–3539, (2022). DOI: https://doi.org/10.1007/s11837-022-05380-3
[5]. M. J. Palimi, M. Rostami, M. Mahdavian, and B. Ramezanzadeh, “Application of EIS and salt spray tests for investigation of the anti-corrosion properties of polyurethane-based nanocomposites containing Cr2O3 nanoparticles modified with 3-amino propyl trimethoxy silane”, Progress in Organic Coatings, Vol. 77, No. 11, pp. 1935–1945, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2014.06.025
[6]. J. O. Park, K. Y. Rhee, and S. J. Park, “Silane treatment of Fe3O4 and its effect on the magnetic and wear properties of Fe3O4/epoxy nanocomposites”, Applied Surface Science, Vol. 256, No. 23, pp. 6945–6950, (2010). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.04.110
[7]. A. Javidparvar, B. Ramezanzadeh, and E. Ghasemi, “The effect of surface morphology and treatment of Fe3O4 nanoparticles on the corrosion resistance of epoxy coating”, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, Vol. 61, pp. 356–366, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtice.2016.01.001
[8]. G. Antarnusa, P. D. Jayanti, Y. R. Denny, and A. Suherman, “Utilization of co-precipitation method on synthesis of Fe3O4/PEG with different concentrations of PEG for biosensor applications”, Materialia, Vol. 25, p. 101525, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtla.2022.101525
[9]. T. Xia et al., “Novel complex-coprecipitation route to form high quality triethanolamine-coated Fe3O4 nanocrystals: Their high saturation magnetizations and excellent water treatment properties”, CrystEngComm, Vol. 14, No. 18, pp. 5741–5744, (2012). doi: 10.1039/C2CE25813G DOI: https://doi.org/10.1039/c2ce25813g
[10]. K. S. Loh, L. Yook Heng, A. Musa, A. Salmah, and Z. Ishak, “Use of Fe3O4 Nanoparticles for Enhancement of Biosensor Response to the Herbicide 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid”, Sensors, Vol. 8, (2008). DOI: https://doi.org/10.3390/s8095775
[11]. B. Feng et al., “Synthesis of Fe3O4/APTES/PEG diacid functionalized magnetic nanoparticles for MR imaging”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 328, No. 1, pp. 52–59, (2008). DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2008.06.024
[12]. T. Poursaberi and A. Beigi, “The use of zinc metalloporphyrin grafted magnetic nanoparticles for the removal of sulfate ions from wastewaters”, Analytical Methods in Environmental Chemistry Journal, Vol. 2, pp. 65–76, (2019). DOI: https://doi.org/10.24200/amecj.v2.i2.62
[13]. S. Moghaddam, M. R. Naimi-Jamal, A. Rohlwing, F. Hussein, and N. Abu-Zahra, “High Removal Capacity of Arsenic from Drinking Water Using Modified Magnetic Polyurethane Foam Nanocomposites”, Journal of Polymers and the Environment, Vol. 27, (2019). DOI: https://doi.org/10.1007/s10924-019-01446-7
[14]. F. Hosseini, M. Seyedsadjadi, and N. Farhadyar, “Fe3O4 nanoparticles modified with APTES as the carrier for (+)-(S)-2-(6-methoxynaphthalen-2-yl) propanoic acid (Naproxen) and (RS) 2-(3-benzoylphenyl)-propionic acid (Ketoprofen) drug”, Oriental Journal of Chemistry, Vol. 30, pp. 1609–1618, (2014). DOI: https://doi.org/10.13005/ojc/300420
[15]. S. Villa, P. Riani, F. Locardi, and F. Canepa, “Functionalization of Fe3O4 NPs by Silanization: Use of Amine (APTES) and Thiol (MPTMS) Silanes and Their Physical Characterization”, Materials, Vol. 9, No. 10, (2016). doi: 10.3390/ma9100826 DOI: https://doi.org/10.3390/ma9100826
[16]. A. Li and A. Zhu, “Preparation of Fe3O4/PANI nanocomposite and its metal anticorrosive activity”, Progress in Organic Coatings, Vol. 161, p. 106477, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106477
[17]. R. Wan, S. Chen, X. Tang, Z. Feng, J. Liu, and Y. Li, “Effect mechanism of the Fe3O4 nanoparticles on mechanical properties and anti-corrosion performances of epoxy coatings”, Progress in Organic Coatings, Vol. 173, p. 107181, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2022.107181
