توصيفگر ها :
ضد ميكروبي , ميكرو كپسول , خودترميم شونده , پوشش سبز , پلي اوره فرمالدهيد , روغن بزرك
چكيده فارسي :
پوشش¬هاي پليمري به دليل سهولت نسبي اعمال، صرفه¬ي اقتصادي و خواص مطلوب حفاظتي گزينه¬ي مناسبي براي حفاظت از فلزات در برابر خوردگي هستند. پوشش¬هاي خودترميم شونده دسته¬اي نوين از پوشش¬هاي پليمري مي¬باشند. در اين پژوهش پوشش ضد باكتري خودترميم شونده غير ذاتي مبتني بر كپسوله كردن عاملترميم روغن بزرك در پوسته¬ي پلي¬اوره¬فرمالدهيد با عامل ضد باكتريايي نانو ذرات اكسيد مس و اكسيد روي جهت جلوگيري از خوردگي ميكروبي سنتز شد. با استفاده از آزمون طيف¬سنجي¬مادون¬قرمزتبديل¬فوريه (FTIR) از درستي كپسولاسيون روغن بزرك در ميكروكپسول اطمينان حاصل شد، تركيب و مورفولوژي ميكروكپسول¬هاي سنتز شده با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM)، طيفسنجي تفكيك انرژي(EDS) و تفرق اشعه ايكس(XRD) صحت¬سنجي شد. استحكام¬چسبندگي پوشش و زبري آن با استفاده از آزمون كشش و آزمون زبري سنجي موردبررسي قرار گرفت و مشخص شد با افزايش ميزان ميكروكپسول در پوشش استحكام چسبندگي آن به دليل عملكرد ميكروكپسول¬ها مانند ميكرو تركها كاهشيافته و زبري پوشش با توجه به افزايش دو مؤلفه تعيين زبري Ra و Rz افزايش مي¬يابد. ميزان غلظت ميكروكپسول¬ها در پوشش در سه دسته¬ي 5، 10 و 15 درصد وزني در پوشش سنتز شد و براي مقايسه از يك پوشش بدون ميكروكپسول نيز استفاده شد، با بهره¬گيري از آزمون¬هاي طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي، پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و روش كيفي غوطه¬وري در محلول NaCl 3.5% wt، به مقايسه¬ي پوشش¬ها پرداخته شد. با توجه به نتايج آزمون طيف¬سنجي امپدانس الكتروشيميايي در تمامي دوره¬هاي 1، 3، 10 و 24 روز رفتار پوشش¬هاي حاوي 5، 10 و 15 درصد وزني ميكروكپسول به ترتيب از نمونه¬ي مرجع مناسبتر بوده و با پايان زمان غوطه¬وري مشخص شد، تغييرات مقاومت به خوردگي پوشش حاوي 15 درصد وزني ميكروكپسول در پوشش به دليل وجود مقدار كافي ميكروكپسول ترميم دهنده از ساير نمونه¬ها كمتر بوده و با افت كمي در مقاومت پوشش در برابر خوردگي، در طول زمان غوطه¬وري مواجه گرديده است. همچنين با انجام آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميك، تعيين گرديد كه ميزان چگالي جريان خوردگي از 049/0 ميكرو آمپر بر سانتيمتر مربع در نمونه¬¬ي حاوي 15 درصد وزني ميكروكپسول به 189/1 ميكروآمپر بر سانتيمتر مربع در نمونه¬ي مرجع افزايشيافته (بهبود مؤلفهي سينتيكي خوردگي) و ميزان پتانسيل خوردگي از 866/0- ولت نسبت به الكترود مرجع نقره-نقره كلريد در نمونه¬ي مرجع به 561/0- در نمونه¬ي حاوي 15 درصد وزني ميكروكپسول افزايش مي¬يابد (بهبود مؤلفهي ترموديناميكي خوردگي). براي بررسي اثرضدباكتريايي از دو باكتري گرم منفي اشريشياكلاي و گرم مثبت استافيلوكوكوس آئورئوس با روش شمارش كلوني استفاده شد. نتايج نشان داد كه نانو ذرات اكسيد مس اثرضدباكتريايي بهتري نسبت به اكسيد روي داشته و هردو دسته¬ي نانو ذرات، تأثير بازدارندگي بيشتري بر روي باكتري استافيلوكوكوس آئورئوس نسبت به اشريشياكلاي در تمامي غلظت¬ها دارند. با توجه به نتايج حاصلشده امكان توليد پوششي با عملكرد همزمان خودترميمي و ضدميكروبي با روشي آسان و بهصرفه جهت جلوگيري از خوردگي ميكروبي و حفاظت از فلزات فراهم شد.
چكيده انگليسي :
Polymer coatings are suitable for protecting metals against corrosion due to their relative ease of application, economic efficiency, and favorable protective properties. In this study, self-healing coatings are a new category of polymer coatings. The antibacterial coating's non-intrinsic self-healing is based in this study on encapsulating the repair agent of linseed oil in the poly(urea-formaldehyde) shell with the antibacterial agent of nanoparticles. Copper oxide and zinc oxide were synthesized to prevent microbial corrosion. By using a Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) test, the correctness of linseed oil encapsulation in microcapsules was ensured, and the composition and morphology of synthesized microcapsules were validated by using scanning electron microscope (SEM) images, energy dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD). The adhesive strength of the coating and its roughness were checked using tensile tests and roughness tests, and it was found that with the increase in the number of microcapsules in the coating, its adhesive strength decreased due to the performance of microcapsules such as microcracks and the roughness of the coating due to the increase of two components. The determination of the roughness of Ra and Rz increases. The concentration of microcapsules in the coating was synthesized into three categories of 5, 10, and 15 wt.% in the coating. A coating without microcapsules was also used for comparison. The coatings were compared using electrochemical impedance spectroscopy, potentiodynamic polarization, and the qualitative method of immersion in a 3.5 wt.% NaCl solution. According to the results of the electrochemical impedance spectroscopy test in all periods of 1, 3, 10, and 24 days, the behavior of the coatings containing 15, 10, and 5 wt.% of microcapsules are more suitable than the reference sample, and at the end of the immersion time, the changes in the corrosion resistance of the coating containing 15 wt.% of microcapsules are due to the presence of a sufficient amount of repairing microcapsules from other samples, and it has been faced with a slight drop in the resistance of the coating against corrosion during the immersion time. By performing the potentiodynamic polarization test, it was determined that the corrosion current density increased from 0.049 (μA.cm-2) in the sample containing 15 wt.% microcapsules to 1.189 (μA.cm-2) in the reference sample (improvement of the component corrosion kinetics) and the corrosion potential increased from -0.866 (V) in the reference sample to -0.561 (V) in the sample containing 15 wt.% of microcapsules (improvement of the thermodynamic component of corrosion). To investigate the antibacterial effect, two gram-negative Escherichia coli and gram-positive Staphylococcus bacteria were used by the colony counting method. The results showed that copper oxide nanoparticles have a better antibacterial effect than zinc oxide, and both categories of nanoparticles have a greater inhibitory effect on Staphylococcus bacteria than Escherichia coli in all concentrations. According to the obtained results, it was possible to produce a coating with real-time self-healing and antimicrobial performance easily and economically to prevent microbial corrosion and protect metals.