چسبندگی فلزی و مقاومت خوردگی در رزین های پایه آب استایرن اکریلیک که به‌طور مستقیم بر روی سطح فلزی اعمال می‌شوند- بخش 3
3-مشاهده‌های تجربی
نتایج موجود در شکل (2) نشان می‌دهد که تلاش برای بهینه‌سازی خواص چسبندگی منجر به‌اختلال در مقاومت خوردگی نیز خواهد شد. شکل (4) مثالی را نشان می‌دهد که در آن، یک نمونه‌ی اولیه با چسبندگی خشک خوب، اما با چسبندگی تر ضعیف به‌زیرآیند فولاد نورد سرد توسط تنظیم اجزای آن به‌منظور دستیابی به‌چسبندگی تر مناسب از طریق افزایش محتوای مونومر اسیدی تغییر می‌کند. چسبندگی تر از روش اعمال یک فیلم پوششی با ضخامت 10 میل و پخت آن در شرایط محیطی در خلال 7 روز اندازه‌گیری میشود و تشکیل یک کراس-هَچ 3 میلی‌متری می‌دهد و در معرض یک هوله‌ی مرطوب به‌مدت 30 دقیقه قرار می‌گیرد. پس از 30 دقیقه، هوله‌ی مرطوب حذف و سطح فیلم خشک میشود و بلافاصله آزمون کراس-هَچ با نوار چسب انجام می‌گیرد.
شکل (4): تأثیر چسبندگی تر بر مقاومت خوردگی (استاندارد B117، ضخامت فیلم خشک 2 تا 2/2 میل)
نمونه‌ی اولیه‌ی دیگری نیز ساخته شد که خواص چسبندگی آن در مقایسه با نمونه‌ی اولیه‌ی E از طریق کاهش محتوای مونومر اسیدی کاهش یافته بود. به‌طوری‌که نتایج رزین در چسبندگی خشک کراس-هَچ بر زیرآیند فولاد نورد سرد مناسب نبود. مقاومت خوردگی مشاهده‌شده (شکل (5)) که برای دو حالت فرمولاسیون با براقیت بالا دارای پیگمنت (ضخامت فیلم خشک دو میل) و نیز حالت بدون پیگمنت (ضخامت فیلم خشک یک میل) ارائه شده است، یک افزایش بهبود در مقاومت خوردگی بیش از نمونه‌ی اولیه‌ی E را نشان می‌دهد. با وجود چسبندگی تر و خشک ضعیف، میزان خوردگی محدود به‌مقادیر بسیار کمی بود.
شکل (5): مقاومت خوردگی نمونه‌ی اولیه با مقاومت چسبندگی خشک ضعیف بر زیرآیند فولاد نورد سرد (500 ساعت استاندارد B117، ضخامت فیلم خشک برای رنگ سفید و رنگ بدون پیگمنت به‌ترتیب 2 و 1 میل)
بررسی سازوکار اساسی و تعامل میان خواص که در کار مطالعاتی صورت‌گرفته توسط اولفوارسون (Ulfvarson) و خولار (Khullar) ارائه شده است، ممکن است نادرست باشد. آن‌ها نشان دادند که یک ارتباط معکوس میان ظرفیت تبادل یونی رزین و مقاومت خوردگی آن وجود دارد. به‌نوعی دیگر، انتظار می‌رود که افزایش محتوای اسیدی یک رزین سبب اختلال در مقاومت خوردگی آن شود. برای اکریلیک-استایرن‌های آب‌پایه، این موضوع یک چالش جذاب را ارائه می‌دهد؛ به‌طوری‌که این پلیمرها برای چسبندگی فلزی و پایداری کلوئیدی وابسته به‌گروه‌های اسیدی خود هستند. به‌منظور ارزیابی این موضوع، یک سری از نمونه‌های رزین ساخته شدند که دارای ساختاری مشابه بودند و تنها در میزان مونومر اسیدی تفاوت داشتند. هر کدام از این رزین‌ها برای بررسی مقاومت خوردگی در یک فرمولاسیون بدون پیگمنت مورد ارزیابی قرار گرفتند (شکل (6)). یک ارتباط قابل‌توجه میان میزان اسیدی‌بودن و مقاومت خوردگی بدست آمد؛ به‌طوری‌که میزان اسیدی‌بودن پایین منجر به‌مقاومت خوردگی بهتر میشود.
شکل (6): مقاومت خوردگی سه نمونه‌ی اولیه با کاهش میزان مونومر اسیدی (300 ساعت استاندارد B117، ضخامت فیلم خشک 5/1 میل)
فیلم‌های پوششی رزین‌های بدون پیگمنت، نشانه‌های بصری از خوردگی که به‌راحتی قابل مشاهده باشد (به‌ویژه در ارتباط با خوردگی و حمله‌ی آب) را فراهم می‌آورد. در ارتباط با نمونه‌ی اولیه‌ی J (شکل (6))، آب به‌وضوح در داخل فیلم نفوذ می‌کند و در سطح مشترک فیلم/زیرآیند به‌مقدار بیش از 70 درصد سطح جانبی آن ظاهر میشود. با این حال در تقریباً تمامی سطح، خوردگی قابل‌رؤیتی وجود ندارد و محافظت از خوردگی تا هنگامی که به‌سطح زیرآیند نفوذ کند، ادامه می‌یابد. این موضوع نشان می‌دهد که حمله‌ی آب به‌خودی خود مرحله‌ی محدودکننده‌ی سرعت در آغاز و رشد خوردگی در زیرآیند فولادی به‌شمار نمی‌رود. علاوه‌براین، پلیمرهایی که نتایج مناسبی در آزمون استاندارد چسبندگی تر بدست می‌آورند، به‌سرعت قدرت چسبندگی خود را در کابینت مه نمکی از دست می‌دهند. این موضوع با نتایج بدست‌آمده توسط واکر (Walker) سازگار است. رزین‌هایی که آزمون چسبندگی تر (اندازه‌گیری‌شده توسط غوطه‌وری در آب به‌مدت یک‌ساعت) را با موفقیت انجام می‌دهند، پس از خارج‌کردن از کابینت مه نمکی در آزمون چسبندگی کراس-هَچ نتایج بدی را کسب می‌کنند. قدرت چسبندگی معمولاً پس از 300 ساعت در معرض قرار گرفتن در مه نمکی به‌اندازه‌ای پایین است که تمامی فیلم پوششی با کم‌ترین تلاش از زیرآیند به‌طور کامل جدا میشود (شکل (7)).
شکل (7): اُفت چسبندگی پس از 300 ساعت در معرض قرار گرفتن در کابینت مه نمکی استاندارد B117
گردآورنده: مهندس مهدیار یافتیان- سیماب رزین
بخوانید: عوامل موثر در انتخاب دیسپرس کننده مناسب در فرایند تصفیه آب
مرجع
Bulick, A. S., LeFever, C. R., Frazee, G. R., Jin, K., & Mellott, M. L. Metal adhesion and corrosion resistance in waterborne, styrenated acrylic direct to metal (DTM) resins.
