NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỦA MÀNG POLYPYRROLE PHA TẠP ANION SALISYLATE TRÊN NỀN THÉP CARBON
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Màng polypyrrole pha tạp salicylate (PPy/salicylate) được tổng hợp trên nền thép carbon bằng phương pháp điện hóa dòng không đổi trong dung dịch pyrrole 0,1 M chứa sodium salicylate ở các nồng độ 0,05-0,15 M. Màng thu được được đặc trưng bằng SEM, FTIR và TGA, đồng thời đánh giá khả năng bảo vệ chống ăn mòn trong dung dịch NaCl 3% bằng OCP, phân cực Tafel và EIS. Kết quả SEM cho thấy màng PPy/salicylate hình thành tương đối đồng đều trên bề mặt thép; FTIR xác nhận sự xuất hiện của các tín hiệu đặc trưng của PPy và salicylate. TGA cho thấy mẫu N2 có khối lượng còn lại ở 700 °C cao nhất, đạt 28,00%. Kết quả điện hóa cho thấy N2 duy trì thời gian bảo vệ OCP dài nhất, đạt 25,42 giờ, và có đáp ứng trở kháng tốt hơn, trong khi N1 có dòng ăn mòn thấp nhất theo Tafel, đạt 5,22 × 10⁻8 A/cm². Các kết quả chứng minh salicylate ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành và hiệu quả bảo vệ của màng PPy trên thép carbon.
Từ khóa
Polypyrrole, bảo vệ chống ăn mòn, thép carbon thấp
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
[1] O. Gharbi, S. Thomas, C. Smith and N. Birbilis, “Chromate replacement: what does the future hold?”, npj Mater Degrad, 2, 1-8, 2018. DOI: 10.30492/ijcce.2024.2019661.6379.
[2] R.L. Twite and G.P. Bierwagen, “Review of alternatives to chromate for corrosion protection of aluminum aerospace alloys”, Prog. Org. Coat., 33 (2), 91-100, 1998. DOI: 10.1016/S0300-9440(98)00015-0.
[3] M.W. Kendig and R.G. Buchheit, “Corrosion inhibition of aluminum and aluminum alloys by soluble chromates, chromate coatings, and chromate-free coatings”, Corros., 59 (5), 379-400, 2003. DOI: 10.5006/1.3277570
[4] A. El Jaouhari, A.Chennah, S.Ben Jaddi, H.Ait Ahsaine, Z.Anfar, Y.Tahiri Alaoui, Y.Naciri, A.Benlhachemi and M.Bazzaoui, “Electrosynthesis of Zn phosphate-PPy coatings for improved corrosion resistance of steel”, Surfaces and Interfaces, 15, 224-231, 2019. DOI: 10.1016/j.surfin.2019.02.011.
[5] Hà Mạnh Hùng, Đỗ Thị Minh Phượng, Lê Minh Đức, Trần Vĩnh Diệu và Vũ Quốc Trung, “Tổng hợp và nghiên cứu khả năng bảo vệ chống ăn mòn thép CT3 của polypyrrol trong môi trường nước biển”, Tạp chí hóa học, T.51(2AB), 271-276, 2013. DOI: 10.15625/0866-7144.2017-00472.
[6] D.E. Tallman, G. Spinks, A. Dominis and G.G. Wallace, “Electroactive conducting polymers for corrosion control: Part 1. General introduction and a review of non-ferrous metals”, J. Solid State Electrochem., 6,73-84, 2002. DOI: 10.1007/s100080100212.
[7] N. Wint, A. Bennett, G. Williams and H.N. McMurray, “The effect of phase continuity on the cathodic delamination resistance of polyaniline based coatings” J. Electrochem. Soc., 165 (13), C890-C899, 2018. DOI: 10.1149/2.0801813jes.
[8] P.P. Deshpande, N.G. Jadhav, V.J. Gelling and D. Sazou, “Conducting polymers for corrosion protection: a review”, J. Coat. Technol. Res., 11 (4), 473-494, 2014. DOI: 10.1007/S11696-016-0082-7.
[9] F. Gao, J. Mu, Z. Bi, S. Wang and Z. Li, “Recent advances of polyaniline composites in anticorrosive coatings: A review”, Prog. Org. Coat., 151, 106071, 2021. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2020.106071.
[10] S.A. Umoren and M.M. Solomon, “Protective polymeric films for industrial substrates: A critical review on past and recent applications with conducting polymers and polymer composites/nanocomposites”, Prog. Mater. Sci., 104, 380-450, 2019. DOI:
10.3390/cmd4010004.
[11] D. Sazou and P.P. Deshpande, “Conducting polyaniline nanocomposite-based paints for corrosion protection of steel”, Chem. Pap., 71 (2), 459-487, 2017. DOI: 10.1007/s11696-016-0044-0.
[12] Yunxiao Liu, Guoshuai Liu, Han Wang, Peng Wu, Qun Yan and Dimitris V.Vayenas, “Elongation the duration of steel anode with polypyrrole modification during the electrocoagulation treatment process of electroplating wastewater”, Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 9, Issue 2, 104969, 2021. DOI: 10.1016/j.jece.2020.104969.
[13] Ha Manh Hung, Duong Khanh Linh, Nguyen Thuy Chinh, Le Minh Duc and Vu QuocTrung, “Improvement of the corrosion protection of polypyrrole coating for CT3 mild steel with 10-camphorsulfonic acid and molybdate as inhibitor dopants”, Progress in Organic Coatings, Volume 131, 407-416, 2019. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.03.006.
[14] Maryam Kahvazi Zadeh, Mahdi Yeganeh, Mohammadrez, Tavakoli Shoushtari and Amirhossein Esmaeilkhanian, “ Corrosion performance of polypyrrole-coated metals: A review of perspectives and recent advances”, Synthetic Metals, 274, 116723, 2021. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2022.103502.
[15] Y Yin, M Prabhakar, P Ebbinghaus, CC da Silva and M Rohwerder, “Neutral inhibitor molecules entrapped into polypyrrole network for corrosion protection”, Chemical Engineering Journal, Volume 440, 135739, 2022. DOI: 10.1016/j.cej.2022.135739.
[16] Lại Thị Hoan và Trần Thúy Nga, “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của dung môi đến quá trình tổng hợp nano composite SiO2/PP”, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, T72 (3), 251-263, 2021. DOI: 10.47869/tcsj.72.3.2.
[17] Ryu, H, Sheng, N, Ohtsuka, T, Fujita, S and Kajiyama, H, “PPy film on 55% Al-Zn-coated steel for corrosion prevention”, Corros Sci, 56, 67-77, 2012. DOI: 10.1016/j.corsci.2011.10.012.
[18] Plieth, W, Bund, A, Rammelt, U, Neudeck, S and Duc, LM, “The role of ion and solvent transport during the redox process of conducting polymers”, Electrochim Acta, 51 (11), 2366–2372, 2006. DOI: 10.1016/j.electacta.2005.03.087.
[19] P.J. Kinlen, D.C. Silverman and C.R. Jeffreys, “Corrosion protection using polyanujne coating formulations”, Synth. Met., 85 (1-3), 1327-1332, 1997. DOI: 10.1016/S0379-6779(97)80257-3.
[20] G. Paliwoda-Porebska, M. Stratmann, M. Rohwerder, K. PotjeKamloth, Y. Lu, A.Z. Pich and H.-J. Adler, “On the development of polypyrrole coatings with self-healing properties for iron corrosion protection”, Corros. Sci., 47 (12), 3216-3233, 2005. DOI: 10.1016/j.corsci.2005.05.057.
[21] M. Rohwerder and A. Michalik, “Conducting polymers for corrosion protection: What makes the difference between failure and success?”, Electrochim. Acta, 53, 1300-1313, 2007. DOI: 10.1016/J.PMATSCI.2019.04.002.
[2] R.L. Twite and G.P. Bierwagen, “Review of alternatives to chromate for corrosion protection of aluminum aerospace alloys”, Prog. Org. Coat., 33 (2), 91-100, 1998. DOI: 10.1016/S0300-9440(98)00015-0.
[3] M.W. Kendig and R.G. Buchheit, “Corrosion inhibition of aluminum and aluminum alloys by soluble chromates, chromate coatings, and chromate-free coatings”, Corros., 59 (5), 379-400, 2003. DOI: 10.5006/1.3277570
[4] A. El Jaouhari, A.Chennah, S.Ben Jaddi, H.Ait Ahsaine, Z.Anfar, Y.Tahiri Alaoui, Y.Naciri, A.Benlhachemi and M.Bazzaoui, “Electrosynthesis of Zn phosphate-PPy coatings for improved corrosion resistance of steel”, Surfaces and Interfaces, 15, 224-231, 2019. DOI: 10.1016/j.surfin.2019.02.011.
[5] Hà Mạnh Hùng, Đỗ Thị Minh Phượng, Lê Minh Đức, Trần Vĩnh Diệu và Vũ Quốc Trung, “Tổng hợp và nghiên cứu khả năng bảo vệ chống ăn mòn thép CT3 của polypyrrol trong môi trường nước biển”, Tạp chí hóa học, T.51(2AB), 271-276, 2013. DOI: 10.15625/0866-7144.2017-00472.
[6] D.E. Tallman, G. Spinks, A. Dominis and G.G. Wallace, “Electroactive conducting polymers for corrosion control: Part 1. General introduction and a review of non-ferrous metals”, J. Solid State Electrochem., 6,73-84, 2002. DOI: 10.1007/s100080100212.
[7] N. Wint, A. Bennett, G. Williams and H.N. McMurray, “The effect of phase continuity on the cathodic delamination resistance of polyaniline based coatings” J. Electrochem. Soc., 165 (13), C890-C899, 2018. DOI: 10.1149/2.0801813jes.
[8] P.P. Deshpande, N.G. Jadhav, V.J. Gelling and D. Sazou, “Conducting polymers for corrosion protection: a review”, J. Coat. Technol. Res., 11 (4), 473-494, 2014. DOI: 10.1007/S11696-016-0082-7.
[9] F. Gao, J. Mu, Z. Bi, S. Wang and Z. Li, “Recent advances of polyaniline composites in anticorrosive coatings: A review”, Prog. Org. Coat., 151, 106071, 2021. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2020.106071.
[10] S.A. Umoren and M.M. Solomon, “Protective polymeric films for industrial substrates: A critical review on past and recent applications with conducting polymers and polymer composites/nanocomposites”, Prog. Mater. Sci., 104, 380-450, 2019. DOI:
10.3390/cmd4010004.
[11] D. Sazou and P.P. Deshpande, “Conducting polyaniline nanocomposite-based paints for corrosion protection of steel”, Chem. Pap., 71 (2), 459-487, 2017. DOI: 10.1007/s11696-016-0044-0.
[12] Yunxiao Liu, Guoshuai Liu, Han Wang, Peng Wu, Qun Yan and Dimitris V.Vayenas, “Elongation the duration of steel anode with polypyrrole modification during the electrocoagulation treatment process of electroplating wastewater”, Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 9, Issue 2, 104969, 2021. DOI: 10.1016/j.jece.2020.104969.
[13] Ha Manh Hung, Duong Khanh Linh, Nguyen Thuy Chinh, Le Minh Duc and Vu QuocTrung, “Improvement of the corrosion protection of polypyrrole coating for CT3 mild steel with 10-camphorsulfonic acid and molybdate as inhibitor dopants”, Progress in Organic Coatings, Volume 131, 407-416, 2019. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.03.006.
[14] Maryam Kahvazi Zadeh, Mahdi Yeganeh, Mohammadrez, Tavakoli Shoushtari and Amirhossein Esmaeilkhanian, “ Corrosion performance of polypyrrole-coated metals: A review of perspectives and recent advances”, Synthetic Metals, 274, 116723, 2021. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2022.103502.
[15] Y Yin, M Prabhakar, P Ebbinghaus, CC da Silva and M Rohwerder, “Neutral inhibitor molecules entrapped into polypyrrole network for corrosion protection”, Chemical Engineering Journal, Volume 440, 135739, 2022. DOI: 10.1016/j.cej.2022.135739.
[16] Lại Thị Hoan và Trần Thúy Nga, “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của dung môi đến quá trình tổng hợp nano composite SiO2/PP”, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, T72 (3), 251-263, 2021. DOI: 10.47869/tcsj.72.3.2.
[17] Ryu, H, Sheng, N, Ohtsuka, T, Fujita, S and Kajiyama, H, “PPy film on 55% Al-Zn-coated steel for corrosion prevention”, Corros Sci, 56, 67-77, 2012. DOI: 10.1016/j.corsci.2011.10.012.
[18] Plieth, W, Bund, A, Rammelt, U, Neudeck, S and Duc, LM, “The role of ion and solvent transport during the redox process of conducting polymers”, Electrochim Acta, 51 (11), 2366–2372, 2006. DOI: 10.1016/j.electacta.2005.03.087.
[19] P.J. Kinlen, D.C. Silverman and C.R. Jeffreys, “Corrosion protection using polyanujne coating formulations”, Synth. Met., 85 (1-3), 1327-1332, 1997. DOI: 10.1016/S0379-6779(97)80257-3.
[20] G. Paliwoda-Porebska, M. Stratmann, M. Rohwerder, K. PotjeKamloth, Y. Lu, A.Z. Pich and H.-J. Adler, “On the development of polypyrrole coatings with self-healing properties for iron corrosion protection”, Corros. Sci., 47 (12), 3216-3233, 2005. DOI: 10.1016/j.corsci.2005.05.057.
[21] M. Rohwerder and A. Michalik, “Conducting polymers for corrosion protection: What makes the difference between failure and success?”, Electrochim. Acta, 53, 1300-1313, 2007. DOI: 10.1016/J.PMATSCI.2019.04.002.