N-Methylaniline כציפוי מגן אלקטרופולימר מרוכב על משטח נחושת

N-Methylanilineהוא תרכובת אורגנית המשמשת כתוצר ביניים חשוב בסינתזה אורגנית, סופג חומצה וממס. מחקרים אחרונים הראו כי ניתן להשתמש בו ליצירת ציפויים מרוכבים אלקטרופולימרים על משטחי נחושת.

 
הרס של סרט הפסיבציה על משטח הנחושת מקצר את החיים של מתקנים קשורים

סגסוגות נחושת נמצאות בשימוש נרחב בתחומי ייצור רבים כגון חילופי חום תעשייתיים והרכבת מכשירים אלקטרוניים בשל המשיכות והמוליכות התרמית/חשמלית הטובה שלהן. עם זאת, סביבות קשות (כגון מדיה המכילה Cl) יהרוס את סרט הפסיבציה על משטח הנחושת ולאחר מכן יהרוס את מצע המתכת, ומאיים ברצינות על הביצועים והחיים של מתקנים קשורים. גרוע מכך, שחרור מיני קופרי ו/או קופרוס למערכת האקולוגית גם מהווה בעיה ביולוגית חמורה המאיימת על הביטחון הסביבתי. אלקטרופולימריזציה (ECP) יכולה ליצור שכבה דקה של פולימר מוליך באתרו על פני המתכת, ומעניקה הגנה מצוינת על המצע באמצעות הגנה אנודית ומיגון פיזי. בנסיבות רגילות, משטח המתכת הפעיל חייב לעבור שלב פסיבציה לפני יצירת ציפוי אלקטרופולימר באמצעות ECP כדי לספק ממשק יציב, המגביל בעקיפין את יתרונות היצירה והפעולה במקום של ECP.

לאחרונה, פולימרים מוליכים (CPs) משכו תשומת לב רחבה בייצור ציפוי עבור מוליכות מתכווננת ויעילות הגנה גבוהה. בהשוואה למסלול הכימי הקונבנציונלי להכנת CPs, האסטרטגיה האלקטרוכימית (אלקטרופולימריזציה) באמצעות חיזור של מבשרים אורגניים זוכה להתמקדות רבה במדעי הפולימרים, מה שמוביל להיווצרות במקום של ציפויי הגנה על מצע מתכת כגון פוליאנילין (PANI) ופוליפירול. (PPy). זה בא לידי ביטוי כי CPs אוסרים על הקמת זוג גלווני בין אנודות וקתודות מקומיות בשל יכולות ההגנה האנודית ותיווך האלקטרונים שלהם. למרות שמרוויחים מספר יתרונות בעיכוב קורוזיה, ציפויים אלקטרופולימריים וטהורים סובלים גם ממגבלות מסוימות כמו מבנה נקבובי, יציבות מימדית נחותה ושלמות מכנית נמוכה. חוץ מזה, הישגים אחרונים תיעדו שציפויים מוליכים וטהורים כמעט ולא מפעילים הגנה ארוכת טווח למתכות במדיה אגרסיבית. להיפך, יש ביקוש עולה לשיפור העמידות של ציפויים המשמשים בסביבות מגוונות. לפיכך, התאמת CPs כדי להבטיח את ביצועי ההגנה שלהם למתכות היוותה אתגר של דאגות אקדמיות ותעשייתיות כאחד.

לאור זאת, Fan Baomin מאוניברסיטת בייג'ינג הטכנולוגיה והעסקים ואחרים הציגו מלח Zhidon כדי ליצור שכבת ECP הגנה ארוכת טווח של פולי(N-methylaniline)/נתרן פוספט על משטח הנחושת בשלב אחד, שיכולה להגיע ל- תיקון באתר של ציפויים פגומים; בתיאוריה מרובת קנה מידה על בסיס סימולציה, מוצע הרעיון של שימוש בתחומי זמן ובמסלולי דיפוזיה מרחביים כדי להעריך את ביצועי ההגנה של ציפויים. תחת סיכומי אינטראקציה שונים (כוח אלקטרוסטטי וכוח ואן דר ואלס), ההתנהגות של מטרות נותבות ספציפיות בציפוי בשלבים שונים מתוארת ויזואלית. התנהגות דיפוזיה, ולאחר מכן להשיג את מנגנון הכשל של הציפוי במהלך השירות. תוצאות המחקר הרלוונטיות נקראות מנגנון הגנה ארוך טווח של ציפויים אלקטרופולימריים חד-שלביים של פולי(N-methylaniline)/פוספט לנחושת בתמיסת NaCl של 3.5% ופורסמו בכתב העת הידוע הבינלאומי "Journal of Alloys and Compounds".

BLOOM Tech N-Methylaniline מיוצר תוך שימוש בטכנולוגיה חדישה ותהליכי ייצור קפדניים, המבטיחים את הטוהר והעקביות שלו. זה מאפשר ביצועים אמינים במגוון רחב של יישומים, בין אם זה בשימוש בתעשייה הכימית, תרופות, צבעים או תחומים אחרים.

אנו נותנים עדיפות לבטיחות המוצרים שלנו. ה-N-Methylaniline שלנו עובר בדיקות קפדניות כדי להבטיח שהוא עומד בתקני הבטיחות הגבוהים ביותר, תוך מזעור הסיכונים הפוטנציאליים הקשורים לשימוש בו.

מנגנון הגנה לטווח ארוך של poly(N-מתילאנילין)/פוספט ציפויים אלקטרופולימריים חד-שלביים לנחושת בתמיסת NaCl 3.5%

באמצעות תהליך סימום יונים קל לתפעול מבחינה אלקטרוכימית, תכולות שונות של נתרן פוספט (1 מ"מ, 5 מ"מ, 10 מ"מ) מסוממות לתמיסת N-methylaniline, ופולי(N-methylaniline) נוצר באתרו על פני הנחושת ב צעד אחד. ציפוי מרוכב אלקטרופולימר אנילין)/נתרן פוספט. על ידי הערכת תכונות פיזיקליות כגון צפיפות, מוליכות וחוזק הידבקות, תהליך ההכנה האופטימלי מובהר ומשמש כיעד למחקר וניתוח שלאחר מכן.

בוצעו המורפולוגיה והניתוח האלקטרוכימי של הציפויים לאחר השרייה בתמיסת 3.5% NaCl לפרקי זמן שונים. ניתוח מורפולוגיה מראה שהציפוי המרוכב PNMA -5P שומר על המורפולוגיה המקורית שלו לאחר טבילה למשך 30 יום, ועדיין יש לו יציבות טובה והידרופוביות, ובכך מפחית ביעילות את ריכוז יוני הנחושת המשתחררים לתמיסת התפזורת. בדיקות אלקטרוכימיות מראות שהפוספט המסומם יכול לשמור על ההגנה האנודית של שכבת ה-PNMA, למנוע כניסת חומרים קורוזיביים לשכבת הנחושת ולייצב את צפיפות זרם הקורוזיה ברמה נמוכה יותר. יתר על כן, התנגדות העברת המטען של דגימות מצופות PNMA-5P מגדילה משמעותית את יכולת תיווך האלקטרונים של ממשק הנחושת/ציפוי. לציפויים מרוכבים יש השפעות חסימה אלקטרוכימיות טובות בשל המבנה הצפוף שלהם (נקבוביות נמוכה). פוספטים מסוממים מוליכים חשמל כדי לדחוס את הציפוי, לשמור על הגנה אנודית, לשפר את אפקט המחסום ובסופו של דבר לשפר את עמידות הקורוזיה של המצע הבסיסי.

חישובים תיאורטיים רב-סקתיים מראים שפוספט מתייצב בין שרשראות PNMA באמצעות כוחות אלקטרוסטטיים ומקדם שקיעה מקבילה של הפולימר על פני הנחושת. תחום הזמן ומסלולי הדיפוזיה המרחביים של יונים במקום מצביעים על הבדלים בהתנהגות הדיפוזיה של יונים קורוזיביים בשני המודלים: ליונים קורוזיביות ב-PNMA יש מסלול דיפוזיה מורחב ומראים נטייה לנדוד על פני הציפוי; בעוד ליונים קורוזיביים במקום בציפוי המרוכב יש מסלול דיפוזיה מורחב. תנועת היונים מוגבלת לאזור מקומי. הציפוי המרוכב מעכב דיפוזיה של יונים ומאט את העברת היונים בתוך הציפוי, ובכך מעכב משמעותית את קורוזיה של מתכת על ידי המדיום המאכל, מה שעולה בקנה אחד עם תוצאות הניסוי. ציפויים מרוכבים נהנים ממבנה צפוף, מחסום טוב והגנה אנודית, המספקים הגנה מצוינת לטווח ארוך למצע.

כימיקלים ותמיסות

NMA סופק על ידי Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd (שיאן, סין), אשר זוקק בשנית ונשמר בצורה כהה ב-270 K לפני השימוש. נא אנליטי₃ת.ז₄, NaCl, HNO₃וח₂כך₄פתרונות ואתנול מוחלט התקבלו מחברת Innochem (בייג'ינג, סין) והשתמשו בהם ללא טיהור נוסף. יריעות נחושת (99.9%) נרכשו מהמכון הכימי טיאנג'ין (סין).