Nghiên cứu hiện tượng tự bảo vệ của polypyrrole và ứng dụng làm lớp phủ thông minh chống ăn mòn

Bảo vệ chống ăn mòn kim loại là vấn đề đang được các quốc gia hết sức quan tâm bởi thiệt hại do ăn mòn gây ra rất lớn. Theo thống kê của Tổ chức ăn mòn thế giới (WCO) thiệt hại do ăn mòn năm 2016 chiếm khoảng 3,4 % tổng thu nhập quốc dân của thế giới tương đương với khoảng 2,5 ngàn tỷ USD (chưa kể đến ảnh hưởng môi trường, tai nạn v.v...). Theo báo cáo của hiệp hội các quốc gia về chống ăn mòn (NACE) thiệt hại do ăn mòn ở Mỹ năm 1998 là 276 tỷ USD, năm 2013 là hơn 1 nghìn tỷ USD, năm 2016 ước tính khoảng 1,1 nghìn tỉ USD, chiếm khoảng 6,2 % GDP của Mỹ, cao hơn thu nhập từ nền nông nghiệp. Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nhiệt độ và độ ẩm cao làm gia tăng các quá trình ăn mòn kim loại, vì vậy việc bảo vệ chống ăn mòn cho các công trình kim loại là vấn đề hết sức quan trọng.

Các lớp phủ hữu cơ được ứng dụng nhiều trong việc bảo vệ chống ăn mòn vì giá thành rẻ, dễ thi công trong các điều kiện khác nhau. Tuy nhiên tuổi thọ của công trình bảo vệ bằng phương pháp sơn phủ này vẫn còn hạn chế do các lớp phủ hữu cơ thường bị lão hóa theo thời gian bởi các điều kiện khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm các tia bức xạ v.v... Hơn nữa, để tăng thời gian bảo vệ chống ăn mòn của các lớp phủ hữu cơ, người ta đã phải đưa vào các chất ức chế độc hại với con người và môi trường. Vì vậy các nhà khoa học đã luôn luôn quan tâm tìm cách nâng cao thời gian bảo vệ của các lớp phủ hữu cơ cũng như làm giảm các yếu tố gây độc hại cho môi trường. Một trong những hướng đi mới là tìm ra các chất phụ gia mới để nâng cao khả năng chống ăn mòn và độ bền cho các màng sơn.

Đề tài “Nghiên cứu hiện tượng tự bảo vệ của polypyrrole và ứng dụng làm lớp phủ thông minh chống ăn mòn” được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu do Cơ quan chủ quản Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ quốc gia phối hợp với Chủ nhiệm đề tài PGS. TS Vũ Quốc Trung với mục tiêu Phát triển nhóm nghiên cứu về vật liệu mới ứng dụng trong chống ăn mòn tại Khoa Hóa, trường đại học Sư Phạm Hà Nội. Thông qua các nội dung nghiên cứu góp phần vào việc đào tạo cán bộ nghiên cứu có trình độ cao về công nghệ hóa học, công nghệ vật liệu.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1. Đã tổng hợp màng phủ PPy pha tap anion molybdat trong các môi trường axit khác nhau (như oxalic, xitric, comphosunfonic và ở các nồng độ khác nhau) bằng phương pháp điện hóa trên thép CT3.

2. Nghiên cứu hình thái, cấu trúc và tính chất nhiệt của màng phủ PPy bằng các phương pháp SEM, Raman, FT-IR, TGA... Nghiên cứu tính chất điện hóa của màng phủ bằng các phương pháp điện hóa (CV, Tafel, đo OCP, phổ tổng trở EIS) trong dung dịch NaCl 3%. Trên cơ sở đó ghi nhận hiện tượng tự sửa chữa của các màng phủ PPy tổng hợp được.

3. Nghiên cứu ứng dụng của PPy pha tạp trong sơn chống ăn mòn thông minh: Nanocompozit PPy pha tạp molybdate được tổng hợp trong các môi trường axit ở trên được tổng hợp bàng con đường hóa học. Nanocompozit này được phân tán trong nhựa nền epoxy thành sơn lót chống ăn mòn thân thiện môi trường không sử dụng chất ức chế cromat. Cơ chế chống ăn mòn thông minh của loại sơn này được nghiên cứu bằng các phướng pháp điện hóa (OCP, EIS) trong môi trường NaCl 3%.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 15327/2018) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)