Nghiên cứu ảnh hưởng của ống nano halloysit đến khả năng bám dính và hiệu quả bảo vệ ăn mòn thép cacbon của lớp phủ epoxy
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.IMBE.2025.179-185Từ khóa:
Ăn mòn; Lớp phủ epoxy; Halloysit; Bám dính; Phân tán.Tóm tắt
Ống nano halloysit (HNT) là một khoáng vật tự nhiên có trữ lượng lớn, thường được sử dụng để làm chất mang ức chế ăn mòn cho lớp phủ. Tuy nhiên, ảnh hưởng trực tiếp của HNT đến tính chất cơ lý và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ lại ít được đề cập đến. Nghiên cứu này đầu tiên xây dựng quy trình phân tán HNT trong chất tạo màng epoxy, sau đó đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng HNT đến độ bám dính và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ epoxy trên nền thép cacbon bằng phương pháp thử bóc tách và phép đo điện hóa. Kết quả cho thấy HNT phân tán đồng đều trong epoxy bằng một quy trình bao gồm khuấy siêu âm trong dung môi trước sau đó lần lượt khuấy cơ và siêu âm trong epoxy. Kết quả thử nghiệm cho thấy, lớp phủ epoxy chứa HNT có độ bám dính cao hơn 1,84 đến 2,64 lần so với lớp phủ không có HNT, độ bám dính tăng dần khi hàm lượng HNT tăng từ 1-3%KL và thay đổi không rõ rệt khi hàm lượng HNT tăng từ 3-5%KL. Tốc độ ăn mòn thép cacbon giảm xuống rõ rệt khi có mặt HNT, đạt giá trị thấp nhất 0,0328×10-3 mm/năm ở hàm lượng 3%KL HNT. Có thể thấy chỉ với một hàm lượng nhỏ HNT đã góp phần tăng độ bám dính và tăng cường khả năng chống ăn mòn, cho thấy tiềm năng ứng dụng của vật liệu nano này trong lớp phủ epoxy.
Tài liệu tham khảo
[1]. B. E. Ibrahimi, J. V. Nardeli, and L. Guo, “Sustainable corrosion inhibitors I: Fundamentals, methodologies, and industrial applications,” American Chemical Society, pp. 1-19, (2021).
[2]. I. Chopra et al., “Recent advances in epoxy coatings for corrosion protection of steel: Experimental and modelling approach—A review,” Materials Today: Proceedings, Vol. 62, (2022).
[3]. G. Cui et al., “A comprehensive review on smart anti-corrosive coatings,” Progress in Organic Coatings, Vol. 148, pp. 105821, (2020).
[4]. A. C. Santos et al., “Halloysite clay nanotubes for life sciences applications: From drug encapsulation to bioscaffold,” Advances in Colloid and Interface Science, Vol. 257, pp. 58-70, (2018)
[5]. A. I. Idumah et al., “Recently emerging advancements in halloysite nanotubes polymer nanocomposites,” Composite Interfaces, Vol. 26, No. 9, pp. 751-824, (2019).
[6]. H. Vahabi et al., “Flame retardant epoxy/halloysite nanotubes nanocomposite coatings: Exploring low-concentration threshold for flammability compared to expandable graphite as superior fire retardant,” Progress in Organic Coatings, Vol. 119, pp. 8-14, (2018).
[7]. G. Ravichandran et al., “Enhancement of mechanical properties of epoxy/halloysite nanotube (HNT) nanocomposites,” SN Applied Sciences, Vol. 1, No. 4, p. 296, (2019).
[8]. Y. Liu et al., “A novel dual-responsive halloysite nano-container for anti-corrosion coatings,” Anti-Corrosion Methods and Materials, Vol. 69, (2022).
[9]. K. Zahidah et al., “Benzimidazole-loaded halloysite nanotube as a smart coating application,” International Journal of Engineering and Technology Innovation, Vol. 7, pp. 243-254, (2017).
[10]. L. Lisuzzo et al., “Colloidal stability of halloysite clay nanotubes,” Ceramics International, Vol. 45, No. 2, pp. 2858-2865, (2019).
[11]. S. Srivastava, A. Pandey, and M. Agarwal, “Metallurgical evaluation of halloysite-epoxy composite processed by ultrasonication,” Materials Today: Proceedings, Vol. 49, pp. 239-242, (2022).
[12]. T. Ngo et al., “Effect of temperature, duration and speed of pre-mixing on the dispersion of clay/epoxy nanocomposites,” Composites Science and Technology, Vol. 69, pp. 1831-1840, (2009).
[13]. N. T. Anh, et al., “Influence of hydrotalcite containing corrosion inhibitor modified by silane on corrosion protection performance of epoxy coating,” VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 33, No. 4, (2017).
[14]. T. Anh Truc et al., “Improvement of adherence and corrosion protection properties of an epoxy-polyamide coating on steel by incorporation of an indole-3 butyric acid-modified nanomagnetite,” Journal of Coatings Technology and Research, Vol. 13, pp. 489-499, (2016).
[15]. P. Chen et al., “Adhesion and erosion properties of epoxy resin composite coatings reinforced with fly ash cenospheres and short glass fibers,” Progress in Organic Coatings, Vol. 125, pp. 489-499, (2018).
[16]. A. M. El Saeed, M. A. E. Fattah, and M. M. Dardir, “Synthesis and characterization of titanium oxide nanotubes and its performance in epoxy nanocomposite coating,” Progress in Organic Coatings, Vol. 78, pp. 83-89, (2015).
[17]. L. L. Zhai, G. Ling, and Y. Wang, “Effect of nano-Al2O3 on adhesion strength of epoxy adhesive and steel,” International Journal of Adhesion and Adhesives, Vol. 28, pp. 23-28, (2008).
[18]. J. P. B. van Dam et al., “Effect of surface roughness and chemistry on the adhesion and durability of a steel-epoxy adhesive interface,” International Journal of Adhesion and Adhesives, Vol. 96, pp. 102450, (2020).
[19]. J. H. Kim et al., “Improvement adhesion durability of epoxy adhesive for steel/carbon fiber-reinforced polymer adhesive joint using imidazole-treated halloysite nanotube,” Advanced Composites and Hybrid Materials, Vol. 8, No. 1, pp. 135, (2025).
[20]. S. W. Yap et al., “Superhydrophobic zinc oxide/epoxy coating prepared by a one-step approach for corrosion protection of carbon steel,” Journal of Materials Research and Technology, Vol. 25, pp. 5751-5766, (2023).
[21]. R. Hsissou et al., “New epoxy composite polymers as a potential anticorrosive coatings for carbon steel in 3.5% NaCl solution: Experimental and computational approaches,” Chemical Data Collections, Vol. 31, p. 100619, (2021).
[22]. X. Lu et al., “Corrosion protection of hydrophobic bisphenol A-based polybenzoxazine coatings on mild steel,” RSC Advances, Vol. 6, pp. 5805-5811, (2016).
[23]. D.V. Amaral Ceretti et al., “The role of dispersion technique and type of clay on the mechanical properties of clay/epoxy composites,” Macromol. Symp., Vol. 383, No. 1, p. 1800055, (2019).
[24]. P. Vijayan, Y. M. Hany El-Gawady, and M. A. S. A. Al-Maadeed, “Halloysite nanotube as multifunctional component in epoxy protective coating,” Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 55, No. 42, pp. 11186-11192, (2016).
[25]. S. G. Croll, “Surface roughness profile and its effect on coating adhesion and corrosion protection: A review,” Progress in Organic Coatings, Vol. 148, pp. 105847, (2020).
[26]. M. Shukla and K. Sharma, “Effect of carbon nanofillers on the mechanical and interfacial properties of epoxy-based nanocomposites: A review,” Polymer Science Series A, Vol. 61, pp. 439-460, (2019).
