Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hành vi chống ăn mòn của các lớp phủ theo phương pháp lớp trên lớp của chitosan liên kết chéo và poly(vinyl butyral) trên thép carbon
Tóm tắt
Các lớp phủ chống ăn mòn từ chitosan đã được chế tạo bằng phương pháp xếp lớp (lbl) trong đó chitosan (Ch) và polyvinyl butyral (PVB) được thêm vào trên nền thép carbon mềm. Sự ức chế ăn mòn của chitosan trong các lớp phủ lbl đã được phân tích thông qua các phép đo điện hóa, quang phổ và hình thái học. Việc chèn chitosan giữa hai lớp PVB ưa nước đã nâng cao độ bám dính của nó và cho phép các nhóm amin và hydroxyl của chitosan tạo phức với ion sắt, dẫn đến sự hình thành một lớp oxit sắt thụ động được ổn định bởi chitosan trên bề mặt kim loại. Ảnh hưởng của việc liên kết chéo chitosan đến quá trình ổn định lớp oxit thụ động cũng như độ ổn định của lớp phủ đã được nghiên cứu bằng cách kết hợp glutaraldehyde vào lớp chitosan. Các kết quả thu được từ quang phổ điện hóa và biểu đồ Tafel cho thấy rõ ràng sự bảo vệ chống ăn mòn vượt trội của các lớp phủ lbl được tạo ra nhờ việc kết hợp 1% glutaraldehyde vào lớp chitosan ở giữa. Hình ảnh SEM và quang phổ Raman xác nhận sự hình thành lớp oxit thụ động trên bề mặt kim loại được ổn định bởi xương sống polymer chitosan. Sự cải thiện về các tính chất chống ăn mòn của các lớp phủ PVB_Ch/1%Glu_PVB không được quan sát thấy sau khi kết hợp các chất độn như graphene và vermiculite vào lớp chitosan, có thể do độ bám dính không hoàn hảo của các chất độn với ma trận polymer.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Ahmed RA, Farghali RA, Fekry AM (2012) Study for the stability and corrosion inhibition of electrophoretic deposited chitosan on mild steel alloy in acidic medium. Int J Electrochem Sci 7:7270–7282
Bao Q, Zhang D, Wan Y (2011) 2-Mercaptobenzothiazole doped chitosan/11-alkanethiolate acid composite coating: dual function for copper protection. Appl Surf Sci 257:10529–10534
Bumgardner JD, Wiser R, Gerard PD, Bergin P, Chesnutt B, Marin M, Ramsey V, Elder SH, Gilbert JA (2003) Chitosan: potential use as a bioactive coating for orthopaedic and craniofacial/dental implants. J Biomater Sci Polym Ed 14:423–438
Carneiro J, Tedim J, Fernandes SCM, Freire CSR, Silvestre AJD, Gandini A, Ferreira MGS, Zheludkevich ML (2012) Chitosan-based self-healing protective coatings doped with cerium nitrate for corrosion protection of aluminium alloy 2024. Prog Org Coat 75:8–13
Carneiro J, Tedim J, Fernades SCM, Freire CSR, Gandini A, Ferreira MGS, Zheludkevich ML (2013) Chitosan as a smart coating for controlled release of corrosion inhibitor 2-mercaptobenzothiazole. ECS Electrochem Lett 2:C19–C22
Chang CH, Huang TC, Peng CW, Yeh TC, Lu H, Hung W, Weng CJ, Yang T, Yeh JM (2012) Novel anticorrosion coatings prepared from polyaniline/graphene composites. Carbon 50:5044–5051
Colreavy J, Scantlebury JD (1995) Electrochemical impedance spectroscopy to monitor the influence of surface preparation on the corrosion characteristics of mild steel MAG welds. J Mater Proc Technol 55:206–212
Derksen JTP, Cuperus FP, Kolster P (1996) Renewable resources in coatings technology: a review. Prog Org Coat 27:45–53
Eduok UM, Khaled MM (2014) Corrosion protection of steel sheets by chitosan from shrimp shells at acid pH. Cellulose 21:3139–3143
El-Haddad MN (2014) Hydroxyethylcellulose used as an eco-friendly inhibitor for 1018 c-steel corrosion in 3.5 % NaCl solution. Carbohydr Polym 112:595–602
El-Sawy SM, Abu-Ayana YM, Abdel-Mohdy FA (2001) Some chitin/chitosan derivatives for corrosion protection and waste water treatments. Anti-corrosion Methods Mater 48:227–234
Gandini A, Belgacem MN (2002) Recent contribution to the preparation of polymers derived from renewable resources. J Polym Environ 10:105–114
Gonzalez-Garcia Y, Gonzalez S, Souto RM (2007) Electrochemical and structural properties of a polyurethane coating on steel substrates for corrosion protection. Corros Sci 49:3514–3526
Hernandez R, Zamora-Mora V, Sibaja-Ballestero M, Vega-Baudrit J, Lopez D, Mijangos C (2009) Influence of iron oxide nanoparticles on the rheological properties of hybrid chitosan ferrogels. J Colloid Interface Sci 339:53–59
Hsu CS, Mansfed F (2011) Concerning the conversion of the constant phase element parameter Yo into a capacitance. Corrosion 57:747–748
Kumar G, Buchheit RG (2006) Development and characterization of corrosion resistant coatings using the natural biopolymer chitosan. ECS Trans 1:101–117
Latnikova A, Grigoriev D, Schenderlein M, Mohwald H, Shchukin D (2012) A New approach towards “active” self-healing coatings: exploitation of microgels. Soft Matter 8:10837–10844
Leidheiser H (1982) Corrosion of painted metals—a review. Corrosion 38:374–383
Li B, Shan CL, Zhou Q, Fang Y, Wang YL, Xu F, Han LR, Ibrahim M, Guo LB, Xie GL, Sun GC (2013) Synthesis, characterization, and antibacterial activity of cross-linked chitosan-glutaraldehyde. Mar Drugs 11:1534–1552
Lian F, Wen Y, Ren Y, Guan HY (2014) A novel PVB based polymer membrane and its application in gel polymer electrolytes for lithium-ion batteries. J Memb Sci 456:42–48
Lu WK, Elsenbaumer RL, Wessling B (1995) Corrosion protection of mild steel by coatings containing polyaniline. Synth Met 71:2163–2166
Lundvall O, Gulppi M, Paez MA, Gonzaleza E, Zagal JH, Pavez J, Thompson GE (2007) Copper modified chitosan for protection of AA-2024. Surf Coat Technol 201:5973–5978
Maia F, Tedim J, Lisenkov AD, Salak AN, Zheludkevich ML, Ferreira MGS (2012) Silica nanocontainers for active corrosion protection. Nanoscale 4:1287–1298
Manlin L, Juan X, Ronghua L, Dongen W, Tianbao L, Maosen Y, Jinyi W (2014) Simple preparation of aminothiourea-modified chitosan as corrosion inhibitor and heavy metal ion adsorbent. J Colloid Interface Sci 417:131–136
Mohammed RR, Fekry AM (2011) Antimicrobial and anticorrosive activity of adsorbents based on chitosan Schiff’s base. Int J Electrochem Sci 6:2488–2508
Oyrton AC, Monteiro J, Claudio A (1999) Some studies of crosslinking chitosan-glutaraldehyde interaction in a homogeneous system. Int J Biol Macromol 26:119–128
Pang X, Zhitomirsky I (2007) Electrophoretic deposition of composite hydroxyapatite-chitosan coatings. Mater Charact 58:339–348
Pillai CKS, Paul W, Sharma CP (2009) Chitin and chitosan polymers: chemistry, solubility and fiber formation. Prog Polym Sci 34:641–678
Qian M, Soutar AM, Tan XH, Zeng XT, Wijesinghe SL (2009) Two-part epoxy-siloxane hybrid corrosion protection coatings for carbon steel. Thin Solid Films 517:5237–5242
Radhakrishnan S, Siju CR, Mahanta D, Patil S, Madras G (2009) Conducting polyaniline-nano-TiO2 composites for smart corrosion resistant coatings. Electrochem Acta 54:1249–1254
Rout TK, Bandyopadhyay N, Venugopalan T (2006) Polyphosphate coated steel sheet for superior corrosion resistance. Surf Coat Technol 201:1022–1030
Sipos P, Berkesi O, Tombacz E, St. Pierre TG, Webb J (2003) Formation of spherical iron(III) oxyhydroxide nanoparticles sterically stabilized by chitosan in aqueous solutions. J Inorg Biochem 95:55–63
Socrates G (1994) Infrared and Raman characteristics group frequencies, 3rd edn. Wiley, New York
Sugama T, Cook M (2000) Poly(itaconic acid)-modified chitosan coatings for mitigating corrosion of aluminum substrates. Prog Org Coat 38:79–87
Sugama T, Jimenez SM (1999) Dextrine-modified chitosan marine polymer coatings. J Mater Sci 34:2003–2014
Tripathy AR, Chen W, Kukureka SN, MacKnight WJ (2003) Novel poly(butylene terephthalate)/poly(vinyl butyral) blends prepared by in situ polymerizations of cyclic poly(butylene terephthalate) oligomers. Polymer 44:1835–1842
Umoren SA, Banera MJ, Garcia TA, Gervasi CA, Mirifico MV (2013) Inhibition of mild steel corrosion in HCl solution using chitosan. Cellulose 20:2529–2545
Walter GW (1986) A critical review of the protection of metals by paints. Corros Sci 26:27–38
Wessling B (1994) Passivation of metals by coating with polyaniline: corrosion potential shift and morphological changes. Adv Mater 6:226–228
Yu Q, Song Y, Shi X, Xu C, Bin Y (2011) Preparation and properties of chitosan derivative/poly(vinyl alcohol) blend film crosslinked with glutaraldehyde. Carbohydr Polym 84:465–470
Zheludkevich ML, Serra R, Montemor MF, Yasakau KA, Miranda Salvado IM, Ferreira MGS (2005) Nanostructured sol–gel coatings doped with cerium nitrate as pre-treatments for AA2024-T3: corrosion protection performance. Electrochim Acta 51:208–217
Zheludkevich ML, Tedim J, Freire CSR, Fernades SCM, Kallip S, Lisenkov A, Gandini A, Ferreira MGS (2011) Self-healing protective coatings with “green” chitosan based pre-layer reservoir of corrosion inhibitor. J Mater Chem 21:4805–4812