کاهش خوردگی با پوشش های ضد خوردگی گرافنی

پژوهشگران پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ و پوشش با بهره گیری از گرافن و ایجاد ساختار نانو کامپوزیتی موفق شدند خواص ضد خوردگی پوشش های پلیمری را بهبود بخشند و امیدوارند بتوانند از نتایج این تحقیقات آزمایشگاهی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و صنایع دریایی بهره ببرند. سالانه حدود 5.4 درصد از تولید ناخالص ملی در ایران صرف جبران هزینه های ناشی از خوردگی و حفاظت در برابر آن می شود. به منظور جلوگیری و کاهش این هزینه ها از پوشش های ضد خوردگی استفاده می شود. پوشش های آلی به صورت گسترده جهت حفاظت فلزات در برابر خوردگی از طریق ایجاد یک سد فیزیکی بین سطح فلز و محیط خورنده مورداستفاده قرار می گیرد. بااین حال گونه های خورنده ای نظیر اکسیژن، آب و یون کلر می توانند به مرورزمان درون این پوشش ها نفوذ کرده و خود را به فصل مشترک فلز/پوشش برسانند. این موضوع علاوه بر تسریع فرایند خوردگی فلز موجب می شود پوشش چسبندگی خود را ازدست داده و از روی سطح کنده شود. در سال های اخیر تحقیقاتی درزمینهٔ مرتفع کردن این نقص با بهره گیری از فناوری نانو انجام شده است که از آن جمله می توان به تحقیقات محققان پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ و پوشش اشاره کرد. دکتر بهرام رمضان زاده کراتی، از محققان این طرح و عضو هیئت علمی پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ و پوشش با اشاره به پوشش های اپوکسی به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع پوشش های آلی گفت: پوشش اپوکسی به دلیل خواص منحصربه فرد فردی نظیر چسبندگی مناسب به سطح فلز و برخورداری از چگالی اتصالات عرضی بالا، خواص حفاظتی مناسبی در برابر محیط های خورنده از خود بروز می دهد. وی بابیان این که اما این پوشش در زمان تماس با محیط خورنده نمی تواند خواص حفاظتی خود را حفظ کند، ادامه داد: در این راستا، از نانو ذرات اکسید گرافن جهت ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی و درنتیجه افزایش خواص حفاظتی پوشش ضد خوردگی پایه اپوکسی در این پژوهش استفاده شد. رمضان زاده تأکید کرد: استفاده از پوشش نانوکامپوزیتی سنتز شده به منظور پوشش دهی تجهیزات در معرض محیط خورنده دریایی و پالایشگاهی می تواند موجب کاهش خسارات خوردگی و افزایش طول عمر تجهیزاتی نظیر خطوط انتقال شود ضمن آن که کاهش هزینه های نگهداری و تعویض پوشش را نیز در پی خواهد داشت. این محقق در خصوص سازوکار عملکرد نانو ذرات گرافنی درزمینهٔ پوشش اپوکسی افزود: اخیراً نانوذرات بر پایه اکسید گرافن به دلیل خواص منحصربه فرد موردتوجه محققین مختلف قرارگرفته است. سطح تماس بالا و نیز ضخامت نانومتری لایه های گرافنی، این ترکیب را به یک نانوذره منحصربه فرد تبدیل کرده است. وی ادامه داد: اما یکی از محدودیت های استفاده از این ترکیب، عدم سازگاری و پایداری آن ها در اکثر حلال های آلی است که با اعمال عملیات اصلاح سطحی با ترکیبات آمینی این نقیصه برطرف می شود. بنابراین این نانو صفحات به دلیل سطح ویژه بسیار بالایشان می توانند از نفوذ عوامل خورنده به درون پوشش و رسیدن آن ها به فصل مشترک پوشش فلز جلوگیری کنند و یا آن را به میزان بسیار زیادی به تعویق بیندازند که این موضوع افزایش طول عمر پوشش را به دنبال دارد.