استفاده از نانورس اصلاح شده در تولید پوشش های ضد خوردگی
این پوشش می تواند در صنایع پالایش نفت و گاز به منظور جلوگیری از خوردگی تجهیزات و لوله های انتقال مورد استفاده قرار گیرد.کامپوزیت های پلیمری حاوی ترکیبات نانومقیاس که به نام نانوکامپوزیت شناخته می شوند، در دهه های اخیر توسط بسیاری از دانشمندان مورد توجه قرار گرفته اند. این گونه مواد خواص متفاوت بهبود یافته ای نظیر رفتار حرارتی، خواص سد کنندگی و رفتار ویسکوالاستیک نسبت به پلیمر اولیه از خود به نمایش می گذارند.
این بهبود عموماً به سطح بسیار بالای نانوذرات و اندرکنش آن ها با پلیمر زمینه نسبت داده می شود. اما استفاده از نانوذرات ساده نیست و به یک سری فرایندهای اضافی نیاز خواهد داشت.
دکتر مرتضی گنجایی ساری پژوهشگر مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش هدف از انجام این طرح را تولید یک پوشش نانوکامپوزیتی پلیمر/نانورس عنوان نمود که بتوان از آن به عنوان یک پوشش ضد خوردگی استفاده کرد. این پوشش علاوه بر عملکرد ضد خوردگی بالا، کارآیی فیزیکی و مکانیکی مطلوبی نیز ارائه می دهد.
وی در ادامه افزود: با توجه به قیمت پایین رس و همچنین فراوانی این ذره، تولید این پوشش نانوکامپوزیت پلیمری، هزینه به مراتب پایین تری را نسبت به موارد مشابه بر صنایع تحمیل می کند. همچنین به دلیل اینکه رس یک ماده زیست سازگار و زیست تخریب پذیر است، آلودگی های زیست محیطی ناشی از فرایند تولید و استفاده از این نانوکامپوزیت به مراتب کمتر است.
در طرح حاضر نانوذرات رس به صورت ورقه ای درون یک زمینه پلیمری پخش شده است. اما ناسازگاری بین زمینه پلیمری و نانورس و پخش نامناسب این نانوذرات می تواند خواص ضدخوردگی و سدکنندگی را با افت شدید مواجه کند. بنابراین در این پژوهش از پلیمرهای پرشاخه با چگالی بالای گروه های عاملی آب دوست سطحی به عنوان پلیمر زمینه استفاده شده که نانو ورقه های رس می توانند بر روی این شاخه ها جذب شده و برهمکنش ایجاد نمایند. از سوی دیگر این ساختار موجب می شود ورقه های رس از هم جدا شده و در زمینه به خوبی پخش شوند.
گنجایی ساری ادامه داد: در این مطالعه در یک سامانه اپوکسی- پلی آمید، نانورس با بهره گیری از نانوپلیمرهای پرشاخه که زیرمجموعه ای از پلیمرهای دندریتی است، اصلاح و به صورت ورقه ورقه پخش شد. اثر این فرایند بر روی ویژگی های رئولوژیکی، مکانیکی و خوردگی مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج نشان داد این سامانه نانوکامپوزیتی با محدود کردن نفوذ عوامل خورنده در داخل نانوکامپوزیت و نهایتاً سطح زیرلایه، تأثیر چشمگیری بر روی خواص ضد خوردگی دارد. همچنین با توجه به رویکرد نوین سازگار کردن نانورس و زمینه، بهبود قابل توجهی در ویژگی های مکانیکی سامانه نیز رخ داد.
این تحقیقات حاصل تلاش های دکتر مرتضی گنجایی ساری، دکتر بهرام رمضان زاده و مهندس امیر سعید پاکدل- اعضای هیأت علمی مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش- و محمد شهبازی- دانشجوی مقطع دکترای این مؤسسه- است. نتایج این کار در مجله Progress in Organic Coatings (جلد 99، سال 2016، صفحات 263 تا 273) به چاپ رسیده است.
