Современные стратегии формирования полимерных покрытий. Часть III
Автор: Вихарева И.Н., Антипин В.Е.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Рубрика: Технологии производства строительных материалов и изделий
Статья в выпуске: 3 т.16, 2024 года.
Бесплатный доступ
Введение. Покрытия на твердых материалах широко используются во многих отраслях промышленности. Технологии нанесения покрытий способствуют предотвращению или уменьшению коррозии, загрязнения и биообрастания, химической и структурной деградации, износа внешних поверхностей из-за воздействия элементов и природных условий. Спектр используемых материалов для функциональных покрытий достаточно широкий: от органических полимеров до гибридных композитов и неорганических наночастиц в зависимости от желаемых свойств и функциональности конечного продукта. Несмотря на отличные антикоррозионные характеристики неполимерных покрытий, их использование наносит экологический ущерб. Наиболее широкое применение получили органические покрытия. Такие составы наносят в жидкой форме, органические растворители в них являются одним из основных компонентов. Экологические требования способствовали разработке альтернативных технологий. Доступность сырья и стоимость экологически чистого покрытия являются основными направлениями разработок. Основная часть. В обзоре обоснована актуальность исследований по разработке многофункциональных покрытий на основе полимеров. Представлен рынок полимерных покрытий. Приведены методы защиты поверхности, типы формируемых покрытий, их основные компоненты, особенности формирования покрытий, влияние различных факторов на формирование полимерных покрытий, включая методы подготовки и предварительной обработки защищаемой поверхности. Подробно рассмотрены методы предотвращения коррозии, а также основные направления в разработке антикоррозийных покрытий, основанные на различных защитных механизмах. Приведены характеристики основных компонентов защитных покрытий. Подробно рассмотрен вопрос разрушения полимерных покрытий в зависимости от среды эксплуатации. Рассмотрены типы сред, их влияние и механизмы действия на защищаемые объекты. Перечислены факторы и механизмы разрушения полимерных покрытий, методы предотвращения деградации покрытий. Выделены новейшие технологии формирования защитных полимерных покрытий.
Адгезия, защита, коррозия, покрытие, полимер, растворитель, термореактивная смола
Короткий адрес: https://sciup.org/142241522
IDR: 142241522 | УДК: 547.057 | DOI: 10.15828/2075-8545-2024-16-3-218-226
Modern strategies for the creation of polymer coatings. Part III
Introduction. Coatings on hard materials are widely used in many industries. Coating technologies help prevent or reduce corrosion, contamination and biofouling, chemical and structural degradation, and wear and tear of external surfaces due to exposure to the elements and natural environments. The range of materials used for functional coatings is quite wide: from organic polymers to hybrid composites and inorganic nanoparticles, depending on the desired properties and functionality of the final product. Despite the excellent anti-corrosion characteristics of non-polymer coatings, their usage causes environmental damage. Organic coatings are among the most widely used. Such compositions are applied in liquid form; organic solvents are one of the main components. Environmental concerns have encouraged the development of alternative technologies. The main areas for development are availability of raw materials and the cost of environmentally friendly coatings. Results and discussion. The review substantiates the relevance of research on the development of multifunctional polymer-based coatings. The market for polymer coatings is presented. Methods of surface protection, types of coatings formed, their main components, features of the formation of coatings, the influence of various factors on the formation of polymer coatings, including methods of preparation and pre-treatment of the protected surface are presented. Methods for preventing corrosion are discussed in detail, as well as the main directions in the development of anti-corrosion coatings based on various protective mechanisms. The characteristics of the main components of protective coatings are given. The issue of destruction of polymer coatings depending on the operating environment is considered in detail. The types of media, their influence and mechanisms of action on protected objects are considered. Factors and mechanisms of destruction of polymer coatings, methods for preventing degradation of coatings are listed. The latest technologies for the formation of protective polymer coatings are highlighted.
Список литературы Современные стратегии формирования полимерных покрытий. Часть III
- Kalenda P., Kalendova A., Mosner P., Poledno M. Efficiency of Anticorrosive Pigments Based on Modified Phosphate. Macromol. Symp. 2002; 187: 397.
- ГОСТ 34667.5-2021. Материалы лакокрасочные. Защита стальных конструкций от коррозии при помощи лакокрасочных систем
- Valet A. Light Stabilizers for Paints. Vincentz Verlag, Hanover. 1997.
- Funke W. Towards a Unified View of the Mechanisms Resposible for Paint Defects by Metallic Corrosion. Ind. Eng. Chem. Pro. Res. Dev. 1985; 24: 343.
- Ochs H., Vogelsang J., Meyer G. Enhanced Surface Roughness of Organic Coatings due to UV-Degradation: An Unknown Surface of EIS-Artifacts. Prog. Org. Coat. 2003; 46: 182.
- Funke W. Blistering of Paint Films and Filliform Corrosion. Prog. Org. Coat. 1981; 9: 29.
- Nguyen T., Byrd E., Bentz D. Quantifying Water at the Organic Film/Hydroxylated Substrate Interface. J. Adhes. 1995; 48: 169.
- Leidheiser H. Towards a Better Understanding of Corrosion Beneath Organic Coatings. Corrosion. 1983; 39: 189.
- Nguyen T., Byrd E., Bentz D., Lin C. In Situ Measurement of Water at the Organic Coating/Substrate Interface. Prog. Org. Coat. 1996; 27: 181.
- Funke W., Haagen H. Empirical or Scientific Approach to Evaluate the Corrosion Protective Performance of Organic Coatings. Ind. Eng. Chem. Pro. Res. Dev. 1978; 17: 50.
- Linossier I., Gaillard M., Romand M. A Spectroscopic Technique for Studies of Water Transport Along the Interface and Hydrolytic Stability of Polymer/Substrate Systems. J. Adhes. 1999; 70: 221.
- Ruggeri R.T., Beck T.R. An Analysis of Mass-Transfer in Filiform Corrosion. Corrosion. 1983; 39: 452.
- Nguyen T., Hubbard T.B., Pommersheim J.M. Unified model for the Degradation of Organic Coatings on Steel in a Neutral Electrolyte. J. Coat. Technol. 1996; 68: 45.
- Deflorian F., Rossi S. The Role of Ions Diffusion in the Cathodic Delamination Rate of Polyester Coated Phosphatized Steel. J. Adhes. Sci. Technol. 2003; 17: 291.
- Dickie R.A. Chemical Studies of the Organic Coating/Steel Interface After Exposure to Aggressive Environments. ACS Symposium Series. 1986; 322: 136.
- Lyon S.B., Philippe L., Tsuousoglou E. Direct Measurements of Ionic Diffusion in Protective Organic Coatings. Transactions of the Institute of Metal Finishing. 2006; 23.
- Koehler E.L. The Mechanism of Cathodic Disbondment of Protective Organic Coatings – Aqueous Displacement at Elevated pH. Corrosion. 1984; 5.
- Parks J., Leidheiser H. Ionic Migration through Organic Coatings and Its Consequences to Corrosion. Ind. Eng. Chem. Pro. Res. Dev. 1986; 25: 1.
- Watts J.F., Castle J.E. The Application of Photoelectron Spectroscopy to the Study of Polymer-to-Metal Adhesion. Part 2. J. Mater. Sci. 1984; 2259.
- Leidheiser H., Granata R.D. Ion Transport through Protective Polymeric Coatings Exposed to an Aqeous Phase. J. Res. Dev. 1988; 582.
- Grundmeier G., Stratmann M. Adhesion and De-Adhesion Mechanisms at Polymer/Metal Interfaces: Mechanistic Understanding Based on In-Situ Studies of Buried Interfaces. Annu. Rev. Mater. Sci. 2005; 35: 571.
- Ritter J.J. Ellipsometric Studies on the Cathodic Delamination of Organic Coatings on Steel and Iron. J. Coat. Technol. 1982; 54: 51.
- Watts J.F., Castle J.E. The Application of Photoelectron Spectroscopy to the Study of Polymer-to-Metal Adhesion. Part 1. J. Mater. Sci. 1983; 18: 2987.
- Murase M., Watts J.F. XPS Study of Coating Delamination from Non-Rinse Chromate Treated Steel. J. Mater. Sci. 1998; 8: 1007.
- Watts J.F. Mechanistic Aspects of the Cathodic Delamination of Organic Coatings. J. Adhes. 1989; 73.
- Hamade R.F., Dillard D.A. Cathodic Weakening of Elastomer-to-Metal Adhesive Bonds: Accelerated Testing and Modeling. J. Adhes. Sci. Technol. 2003; 17: 1235.
- Pommersheim J.M., Nguyen T., Zhang Z., Hubbard J.B. Degradation of Organic Coatings on Steel: Mathematical Models and Predictions. Prog. Org. Coat. 1994; 25: 23.
- Darwin A.B., Scantlebury J.D. The Behaviour of Epoxy Powder Coatings on Mild Steel under Alkali Conditions. J. Corros. Sci. Eng. 1999; 2.
- Smith A.G., Dickie R.A. Adhesion Failure Mechenisms of Primers. Ind. Eng. Chem. Pro. Res. Dev. 1978; 17: 42.
- Sommer A.J., Leidheiser H. Effect of Alkali Metal Hydroxides on the Dissolution of Zinc Phosphate Conversion Coating on Steel and Pertinence to Cathodic Delamination. Corrosion. 1987; 43: 661.
- Hernandez M.A., Galliano F., Landolt D. Mechanism of Cathodic Delamination Control of Zinc Aluminum. Corros. Sci. 2004; 46: 2281.
- Furbeth W., Stratmann M. Investigation of the Delamination of Polymer Films from Galvanized Steel with the Scanning Kelvin Probe. Fresenius J. Anal. Chem. 1995; 353: 337.
- de la Fuente D., Bohm M., Houyoux C., Rohwerder M., Morcillo M. The Settling of Critical Levels of Soluble Salts for Painting. Prog. Org. Coat. 2007; 58: 23.
