شماره مدرك :
19272
شماره راهنما :
16689
پديد آورنده :
شيراني، سودابه
عنوان :

بررسي مقاومت به خوردگي و رفتار ضدميكروبي پوششهاي كامپوزيتي پلي اتيلن- زئوليت نقره روي فولاد زنگ نزن 304

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
خوردگي وحفاظت مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
دوازده،72ص. :مصور،جدول،نمودار
توصيفگر ها :
پوشش , كامپوزيت , پلي اتيلن , زئوليت , يون نقره , فولاد زنگ نزن 304 , امپدانس الكتروشيميايي , ضدميكروبي , مه نمك
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/11/30
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/12/14
كد ايرانداك :
23003368
چكيده فارسي :
چكيده: امروزه با توجه به وجود گونه هاي مختلف ميكرواورگانيسم هاي ميكروبي و كاهش هزينه هاي مراقبت بهداشتي، استفاده از مواد ضدميكروبي نيازگريزناپذير براي جامعه ي بشري ميباشد. نقره پركاربردترين و موثرترين ماده ي ضدميكروبي مي باشند و امكان نفوذ به ساختار باكتري ها را دارد و باعث اختلال در سيستم زيستي آن ها ميشود. در ميان تمام روش هاي بكارگيري يون نقره، انتخاب زئوليت ها مانند زئوليت طبيعي كلينوپتيلوليت با ساختار آلومينوسيليكاتي هيدراته متبلور با تخلخل ريز و بسيار آبدوست به علت سازوكار رهايش يون بسيار مورد توجه قرارگرفته است. پلي اتيلن سنگين از جمله پليمرهاي مقاوم به خوردگي، عايق، با كيفيت و ارزان قيمت است كه در ايران توليد مي شود و به علت سمي نبودن و مشكلات زيست محيطي كم و اعمال آسان بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، ابتدا يون نقره بامكانيزم تبادل يوني به درون شبكه متخلخل زئوليت وارد شده و سپس پوششهاي كامپوزيتي پلي اتيلن با 20 ،10 ،0و 30درصد وزني زئوليت نقره روي فولاد زنگ نزن 304به روش غوطه وري اعمال شد. سپس از آزمايشات تفرق اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM )،طيف سنجي مادون قرمز (FTIR)، چسبندگي، زاويه ترشوندگي، زبري سنجي براي مشخصه يابي پوششها استفاده شد. نتايج نشان داد با افزايش زئوليت نقره به ماتريكس پلياتيلن پوششها همگنتر، ضخامت و مقاومت به خوردگي پوششها افزايش و چسبندگي پوشش كاهش يافت. پس از اعمال پوششها، رفتار خوردگي آنها در محيط سديم كلريد 3/5درصد وزني در زمانهاي مختلف 70 ،40 ،24 ،10و 100روز به وسيلهي طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS)مورد مطالعه قرار گرفت. باتوجه به نتايج طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي افزودن زئوليت نقره در پوششهاي پلي اتيلني تا 20درصد وزني باعث كاهش و با افزودن 30درصد وزني باعث افزايش مقاومت به خوردگي پوشش خراش دار شد. همچنين مقاومت به خوردگي پوشش ها در محيط مرطوب سديم كلريد 5درصد وزني (Salt Spray)به مدت 800ساعت بررسي شد. نتايج آزمون مه نمك، مقاومت به خوردگي خوب پوشش را تاييد كرد اما نمونهي P-30ZAخراش دار به علت حضور تاول هاي بازي زير پوشش، چسبندگي كمي از خود نشان داد. درنهايت با قرار دادن نمونه ها در محيط كشت باكتري هاي گرم منفي و گرم مثبت اشرشياكلي و استافيلوكوكوسآرئوس ، خواص ضدميكروبي آن ها براي كاربردهاي آنتي باكتريال سنجيده شد. نتايج آزمون هاله و كلوني كانت بيانگر بهبود خواص ضد ميكروبي در برابر باكتري استافيلوكوكوس نسبت به اشرشياكلي با افزايش زئوليت نقره ميباشد. كلمات كليدي: پوشش، كامپوزيت، پلي اتيلن، زئوليت، يون نقره، فولاد زنگ نزن ،304امپدانس الكتروشيميايي، ضدميكروبي، مه نمك
چكيده انگليسي :
Abstract In the contemporary context, the growing awareness of diverse microbial microorganisms and the imperative to reduce healthcare costs highlight the crucial demand for antimicrobial materials in human society. Silver, renowned as the most extensively utilized and effective antimicrobial agent, possesses the ability to infiltrate bacterial structures, disrupting their biological systems. Among the various methods for employing silver ions, the preference for zeolites, such as natural clinoptilolite with a crystalline aluminosilicate structure—hydrated, finely porous, and highly water-absorbent due to its ion release mechanism, has gained considerable attention. Polyethylene, particularly heavy polyethylene, stands out among corrosion-resistant polymers, providing insulation, quality, and cost-effectiveness, with production occurring in Iran. Due to its non-toxic nature and minimal environmental concerns, it has garnered significant interest. In this study, silver ions were introduced into the porous zeolite network through an ion exchange mechanism. Subsequently, composite polyethylene coatings with varying percentages (0%, 10%, 20%, and 30% by weight) of silver zeolite were applied to 304 stainless steel using the immersion method. The coatings underwent characterization through X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), adhesion testing, contact angle measurement, and surface roughness assessment. The findings revealed that an increase in silver zeolite content within the polyethylene matrix resulted in coatings that were more homogeneous, thicker, and corrosion-resistant, albeit with a decrease in adhesion. Following the application of the coatings, their corrosion behavior in a 5.3% by weight sodium chloride environment was studied at various durations (10, 24, 40, 70, and 100 days) using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). According to the EIS results, adding silver zeolite to polyethylene coatings up to 20% by weight reduced corrosion resistance, while adding 30% by weight increased corrosion resistance in the scratch-resistant coatings. Additionally, the corrosion resistance of the coatings was assessed in a moist 5% by weight sodium chloride environment (Salt Spray) over 800 hours. The salt spray test confirmed the commendable corrosion resistance of the coatings, although the P-30ZA sample with scratches exhibited reduced adhesion due to the presence of loose particles beneath the coating. Finally, by exposing the samples to a bacterial environment containing gram-negative (Escherichia coli) and gram-positive (Staphylococcus aureus) bacteria, their antimicrobial properties were eva‎luated for potential antibacterial applications. The results from the halo and colony count tests suggested an improvement in antimicrobial efficacy against Staphylococcus aureus compared to Escherichia coli with an increasing content of silver zeolite. Keywords: coating, composite, polyethylene, zeolite, silver ion, stainless steel, electrochemical impedance, antimicrobial, salt spray
استاد راهنما :
رحمت اله عمادي , عبدالمجيد اسلامي
استاد داور :
علي اشرفي , مهدي رفيعائي
لينک به اين مدرک :

بازگشت