ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΠΙΚΑΛΥΨΕΩΝ ΧΑΛΥΒΑ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΠΤΗΤΙΚΟ ΑΝΑΣΤΟΛΕΑ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΠΙΚΑΛΥΨΕΩΝ ΧΑΛΥΒΑ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΠΤΗΤΙΚΟ ΑΝΑΣΤΟΛΕΑ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ Ε.Ντάφλου, Γ.Μπατής Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Ηρώων Πολυτεχνείου 9, 157 80 Αθήνα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η μελέτη της ανθεκτικότητας των οργανικών επικαλύψεων που περιέχουν πτητικούς αναστολείς διάβρωσης μέσω της εκτίμησης των φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η χρήση οργανικών αναστολέων στην σύνθεση των αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων είναι από τις πιο κοινές μεθόδους για την προστασία των μεταλλικών επιφανειών έναντι της διάβρωσης. Οι πτητικοί αναστολείς διάβρωσης που περιέχονται στις οργανικές επικαλύψεις δημιουργούν ένα μονομοριακό προστατευτικό στρώμα στην επιφάνεια του χάλυβα, που παρεμποδίζει την ηλεκτροχημική αλληλεπίδραση μεταξύ ανοδικών και καθοδικών περιοχών του μετάλλου. Η μελέτη της αντιδιαβρωτικής προστασίας που παρέχουν οι οργανικές επικαλύψεις με πτητικούς αναστολείς διάβρωσης έχει δώσει ιδιαίτερα αξιόλογα αποτελέσματα. Οι πτητικοί αναστολείς μπορούν να είναι μια εξαιρετική ενναλακτική επιλογή στη θέση των ανόργανων αντιδιαβρωτικών τοξικών συστατικών που επιβάλλεται πλέον βάσει των νέων απαιτήσεων της Ε.Ε να αντικατασταθούν. Είναι όμως εξίσου σημαντικό να εκτιμηθεί και η ανθεκτικότητα τέτοιων συστημάτων μέσω της μελέτης των φυσικοχημικών και μηχανικών τους ιδιοτήτων και η επιρροή σε αυτές τις ιδιότητες της παρουσίας του πτητικού αναστολέα στη σύνθεση αυτών των συστημάτων. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Στην παρούσα εργασία εκτιμήθηκαν 2 συστήματα επικαλύψεων τα οποία περιέχουν διαφορετικές συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα διάβρωσης στη σύστασή τους (0%, 0.5%, 1%, 2%, 3% και 4%).Τα συστήματα αυτά είναι βάσης αλκυδικής ρητίνης μικρού μήκους ελαίου τροποποιημένης με στυρένιο που περιέχουν αντιδιαβρωτικό πιγμέντο άλατος του μαγνησίου. Η ανθεκτικότητα των 2 συστημάτων οργανικών επικαλύψεων (VCI και VCIN) που περιέχουν πτητικούς αναστολείς διάβρωσης μελετήθηκε μέσω της εκτίμησης των φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων. Ειδικότερα προσδιορίστηκε η διαπερατότητα σε υδρατμούς (Water vapour diffusion) και η υδατοπερατότητα (Liquid water transmission) αυτών των επικαλύψεων με διαφορετικές συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα. Η διαπερατότητα σε υδρατμούς (Water vapour diffusion) προσδιορίζεται σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ ISO 7783-1 [1] και ΕΝ ISO 7783-2 [2]. Ακολουθήθηκε η μέθοδος του «ελεύθερου στρώματος» (free film) όπωςπεριγράφεται στο πρότυπο. Ο ρυθμός διαπερατότητας σε υδρατμούς (V g/m 2 h) μιας επίστρωσης ορίζεται ως «η μάζα των υδρατμών που διαβιβάζεται σε μια ορισμένη χρονική περίοδο δια μέσου συγκεκριμένου Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα 23-25/5/2013

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη εμβαδού της επίστρωσης κάτω από ορισμένες σταθερές συνθήκες σχετικής υγρασίας σε κάθε πλευρά της επίστρωσης». Από τις τιμές των μετρήσεων υπολογίζεται ο ρυθμός διαπερατότητας σύμφωνα με τον τύπο: V= 24 Δm (1) A Επίσης σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ ISO 7783-2 υπολογίζεται το πάχος στρώματος αέρα ισοδύναμης διάχυσης s d (m), το οποίο ορίζεται ως «το πάχος ενός στατικού στρώματος αέρα το οποίο κατέχει, κάτω από τις ίδιες συνθήκες, τον ίδιο ρυθμό διαπερατότητας υδρατμών όπως η επίστρωση», από τον ακόλουθο τύπο: s d = 0,84/V (2) Οι τιμές της διαπερατότητας κρίνονται βάσει της κατάταξης του EN ISO 7783-2 που δίνεται στον πίνακα 1. Πίνακας 1: Κατάταξη διαπερατότητας σε υδρατμούς για επιστρώσεις Τάξη Ρυθμός διαπερατότητας υδρατμών V (g/m 2 h) s d I (υψηλή) >6 <0,14 II (μεσαία) 0,6-6 0,14-1,4 III (χαμηλή) <0,6 >1,4 Η διαπερατότητα του νερού (Liquid water transmission) σε μια επίστρωση προσδιορίζεται σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ 1062-3 [3] υπολογίζοντας τον συντελεστή υδατοαπορρόφησης της επίστρωσης w (kg/m 2 24 h ). Οι επικαλύψεις εφαρμόστηκαν σε δοκίμια ψημένου τεχνητού πωρόλιθου, διαστάσεων (21mm x 11mm x 2mm),διαδοχικά βάσει του προτύπου ΕΝ 1062-3 και είχαν πάχος ξηρού υμένα περίπου 200μm. Χρησιμοποιήθηκαν 3 δοκίμια για κάθε συγκέντρωση αναστολέα στις επικαλύψεις. Ο συντελεστής υδατοαπορρόφησης αποτελεί την κλίση του γραμμικού μέρους της μεταβολής της μάζας σε κάθε περίοδο. Οι τιμές του συντελεστή υδατοαπορρόφησης κρίνονται βάσει της κατάταξης του ΕΝ 1062-3 που δίνεται στον πίνακα 2. Πίνακας 2: Κατάταξη ρυθμού υδατοαπορρόφησης σε επιστρώσεις Τάξη Συντελεστής υδαατοαπορρόφησης [w (kg/m 2 24 h )] I (υψηλή) >0,5 II (μεσαία) 0,1-0,5 III (χαμηλή) <0,1 Επίσης εξετάστηκαν οι μηχανικές ιδιότητες των δύο συστημάτων επικαλύψεων και ειδικότερα η πρόσφυσή τους στη μεταλλική επιφάνεια με τη μέθοδο της σταυροειδούς χάραξης (cross cut) και για λόγους σύγκρισης ενός συμβατικού αντιδιαβρωτικού ασταριού. Επίσης εξετάστηκε η πρόσφυση των επικαλύψεων VCI και VCIN με τη μέθοδο της εφελκυστικής τάσης αποκόλλησης (pull off)] καθώς και η ολκιμότητά τους με τη μέθοδο αντοχής σε κάμψη με conical mandrel. Η δοκιμή της σταυροειδούς χάραξης για την εκτίμηση της πρόσφυσης της επικάλυψης στο υπόστρωμα πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με το πρότυπο ISO 2409: 1992(E) [4]. Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα 23-25/5/2013

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη Η πρόσφυση εκτιμήθηκε για τις επικαλύψεις: VCI και VCIN για συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα 0%, 0.5%, 1%, 2%, 3% και 4%, και για την επικάλυψη με συμβατικό αστάρι ΑΣ μετά από εμβάπτιση των επικαλλυμένων δοκιμίων σε υδατικό διάλυμα NaCl 3.5% κ.ο για συνολικό χρονικό διάστημα 15 ημερών. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε χρόνους 0, 7 και 15 ημερών. Για τις μετρήσεις αυτές επιλέχθηκαν 3 δοκίμια από κάθε είδος επικάλυψης. Για τη χάραξη χρησιμοποιήθηκε ειδικό όργανο της εταιρείας Erichsen (model 295/I, D-5870 Hemer) που φέρει κοπτικούς τροχούς με μεταξύ τους απόσταση από 1 έως 4 mm. Δεδομένου ότι για πάχος επιστρώματος περίπου 60μm και υπόστρωμα χάλυβα, η απόσταση των κοπτικών τροχών που προτείνεται είναι ίση προς 1mm, στις μετρήσεις αυτές χρησιμοποιήθηκε η συγκεκριμένη απόσταση για τις επικαλύψεις. Στα δοκίμια πραγματοποιήθηκε και η επιπρόσθετη δοκιμή της αποκόλλησης διαφανούς ταινίας. Και στις δύο περιπτώσεις ακολούθησε έλεγχος της εμφάνισης της επιφάνειας και σύγκριση με την κατάταξη του πρότυπου. Ο προσδιορισμός της πρόσφυσης των επικαλύψεων με τη μέθοδο Pull-off πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με το πρότυπο BS EN 24624:1993/ BS EN ISO 4624:2003 [5]. Η πρόσφυση εκτιμήθηκε για τις επικαλύψεις VCI και VCIN για συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα 0%, 0.5%, 1%, 2%, 3% και 4%. Για τις μετρήσεις αυτές επιλέχθηκαν 3 δοκίμια χάλυβα από κάθε είδος επικάλυψης. Χρησιμοποιήθηκε ειδική συσκευή Elcometer Model 106 Adhesion Tester, με την οποία ασκήθηκε κάθετη προς την επιφάνεια του δοκιμίου εφελκυστική τάση μέχρι αποκόλλησης των κυλίνδρων. Ο προσδιορισμός χαρακτηριστικών των επιστρωμάτων όπως η ολκιμότητα και η πρόσφυση πραγματοποιήθηκε με την αξιολόγηση της αντίστασης των επικαλύψεων στις ρηγματώσεις ή την αποκόλλησή τους από ένα μεταλλικό υπόστρωμα όταν υπόκεινται σε κάμψη πίεσης σύμφωνα με το πρότυπο ISO 6860:1994E [6] με τη χρήση κωνικού άξονα (conical mandrel) μήκους 203 mm και πάχους από 38-3 mm. Σύμφωνα με αυτή την εμπειρική μέθοδο αξιολογείται η αντίσταση των επιστρωμάτων, συστημάτων επιστρωμάτων, βερνικιών ή συναφών προϊόντων, στις ρηγματώσεις ή την αποκόλληση από ένα μεταλλικό υπόστρωμα όταν υπόκεινται σε κάμψη πίεσης γύρω από ένα κωνικό άξονα κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Τα δοκίμια μπορούν να είναι από μαλακό αλουμίνιο και να συμμορφώνονται με το πρότυπο ΕΝ ISO 1514:2004 [7] εκτός αν ορίζεται αλλιώς, και να είναι διαστάσεων 10x18cm με μέγιστο πάχος δοκιμίου 0,8mm. Εκτιμήθηκαν οι επικαλύψεις: VCI και VCIN για συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα 0%, 0.5%, 1%, 2%, 3% και 4%. Οι επικαλύψεις είχαν πάχος ξηρού υμένα ~35 ±5μm. Για την δοκιμή αυτή χρησιμοποιήθηκαν 3 δοκίμια αλουμινίου για κάθε κατηγορία επικάλυψης. Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε με τη συσκευή Conical Mandrel Bend tester, Simex Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων γίνεται με οπτική παρατήρηση για ρωγμές ή αποκόλληση του επιστρώματος. Στην περίπτωση ρωγμών μετράται το μήκος της ρωγμής. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Προσδιορισμός της διαπερατότητας σε υδρατμούς Στο σχήμα 1 παρουσιάζεται το διάγραμμα της μεταβολής του βάρους με το χρόνο για τα δοκίμια με επικάλυψη VCI με αναστολέα, για συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα 0%, 0.5%, 1%, 2%, 3% και 4%. Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα 23-25/5/2013

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη Σχήμα 1. Συγκριτικό διάγραμμα της μεταβολής του βάρους με το χρόνο για τα δοκίμια με επικάλυψη VCI με αναστολέαα σε διαφορετικές συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα Αντίστοιχα στο σχήμα 2 παρουσιάζεται το διάγραμμα της μεταβολής του βάρους με το χρόνο για τα δοκίμια με επικάλυψη VCIΝ με αναστολέα,για συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα 0%, 0.5%, 1%, 2% %, 3% και 4% %. Σχήμα 2. Συγκριτικό διάγραμμα της μεταβολής του βάρους με το χρόνο για τα δοκίμια με επικάλυψη VCIΝ με αναστολέα,σε διαφορετικές συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα Από τις τιμές ισορροπίας, τα σημεία εκείνα δηλαδή που η μεταβολή βάρους είναι σταθερή, υπολογίστηκε ο ρυθμός διαπερατότητας σε υδρατμούς, V, (g/m 2 h) και το πάχος στρώματος αέρα ισοδύναμης διάχυσης, s d, (m), σύμφωνα με τους τύπους (1) και (2). Σχήμα 3. Συγκριτικό διάγραμμα ρυθμού διαπερατότητας υδρατμών V, για τις επικαλύψεις VCI και VCIN, για διάφορες συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα διάβρωσης. Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π.., Αθήνα 23-25/5/2013

9ο ΠΕΣΧΜ ΧΜ: Η Συμβολήή της Χημικήςς Μηχανικής στην σ Αειφόρο Ανάπτυξη Α Στο σχή ήμα 3 απεικ κονίζεται τοο συγκριτικόό διάγραμμ μα των τιμώ ών του ρυθμ μού διαπερα ατότητας για τις δύο δ επικαλύύψεις σε όλεες τις συγκεεντρώσεις αναστολέα. α Όπως προκύπτει π από τις τιμές, τ για την τ οργανιική επικάλλυψη VCI, αυξανόμεενης της συγκένττρωσης τουυ αναστολέέα διάβρωσ σης αυξάνεεται από 3% % συγκένττρωση και πάνω ο ρυθμός διαπερατότητας σε υδρατμούς υ της επικάλλυψης, ενώ για την εππικάλυψη VCIN V ο ρυθμός διαπερατόττητας δείχνεει πιθανή τά άση μείωση ης, με την αύξηση α της συγκέντρω ωσης του αναστολλέα διάβρω ωσης. Γενικά ά όμως οι διαφορές δ τω ων τιμών κα αι για τις δδύο επικαλύύψεις για τις διάφ φορες συγκεεντρώσεις είίναι μικρές και σύμφωννα με την κατάταξη κ τοου προτύπουυ (πιν. 1) και οι δύο επικ καλύψεις ανήκουν α σττην τάξη Ι (υψηλή)), δηλαδή διαθέτουν υψηλή διαπερα ατότητα σε υδρατμούς υ κ επιτυγχχάνουν υψηλλή ποσότητα αποβολήςς υγρασίας. και Προσδιιορισμός τη ης υδατοπερ ρατότητας Οι μετρρήσεις για τον τ προσδιοορισμό της υδατοπερα ατότητας τω ων εξεταζόμ μενων επικα αλύψεων πραγματτοποιήθηκα αν στις συννθήκες που ορίζονται ο στο σ πρότυποο ΕΝ 1062-33. Από τιςς διαφορές βάρους σττους τέσσεερις χρονικούς κύκλουυς δοκιμώνν, όπως ορίζει ο το πρότυποο, υπολογίσ στηκε ο συνττελεστής υδδατοαπορρό όφησης και προέκυψανν οι μέσοι όροι. τ κατάταξης του πρροτύπου ΕΝ Ν 1062-3 του πίνακα 2 προκύπττει ότι οι τιιμές του Βάσει της συντελεεστή υδατοα απορρόφησης (w) για την τ επικάλυυψη VCI κα αι VCIN κρρίνονται ως χαμηλές [ Low-C Class III, <0,1 < (kg/m2 24h ),], αποδεικνύον α ντας ότι τα εξεταζόμεννα υλικά διιαθέτουν χαμηλή υδατοαπορρροφητικότη ητα. ήματα 4 κα αι 5 παρουσ σιάζεται συγγκριτικά η συμπεριφορρά των δύοο επικαλύψεεων στις Στα σχή διαφορεετικές συγκεεντρώσεις αναστολέα α κ κατά τη δοκ κιμή της υδα ατοπερατόττητας. μμα συντελεεστή υδατοαπορρόφησ σης w, για ττην επικάλυψη VCI, Σχήμα 4. Συγκριτικό διάγραμ για διαφ φορετικές συυγκεντρώσεεις πτητικούύ αναστολέα διάβρωση ης Σχολή Χηημικών Μηχαννικών, Ε.Μ.Π.., Αθήνα 23-255/5/2013

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη Σχήμα 5. Συγκριτικό διάγραμμα συντελεστή υδατοαπορρόφησης w, για την επικάλυψη VCIΝ, για διαφορετικές συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα διάβρωσης Από την κατάταξη του προτύπου προκύπτει ότι και οι δύο επικαλύψεις διαθέτουν χαμηλή υδατοαπορροφητικότητα με ελάχιστα χαμηλότερη αυτή της επικάλυψης VCIN. Όπως προκύπτει από τις τιμές του συντελεστή υδατοαπορρόφησης, η προσθήκη του αναστολέα δεν επηρεάζει ουσιαστικά τη συμπεριφορά των επικαλύψεων όσο αφορά τη διαπερατότητα του νερού. Εκτίμηση της πρόσφυσης των επικαλύψεων με (Cross cut test) τη δοκιμή της σταυροειδούς χάραξης Είδος δοκιμίου VCI 0% VCI 0.5% VCI 1% VCI 2% VCI 3% VCI 4% VCIN 0% VCIN 0.5% VCIN 1% VCIN 2% VCIN 3% VCIN 4% ΑΣ Πίνακας 3. Αποτελέσματα δοκιμής σταυροειδούς χάραξης Χρόνος Χρόνος Χρόνος t= =0 t= 7ημέρες t= 15 ημέρες (Α) πριν την ταινία / (Β) μετά Από τον πίνακα 3 και σύμφωνα με την κατάταξη του προτύπου προκύπτει ότι για το χρόνο t=0 κανένα από τα τετράγωνα του δικτυώματος δεν αποσπάστηκε μετά τη δοκιμή της σταυροειδούς χάραξης και τη δοκιμή της ταινίας. Επομένως όλα τα επικαλυμένα δοκίμια με VCI και VCIN εμφάνισαν άριστη συμπεριφορά όσον αφορά την πρόσφυσή τους με το χάλυβα παρά την ευαισθησίαα στη χάραξη που αναφέρεται [8] ότι παρουσιάζει η αλκυδική ρητίνη στυρενίου. Αντίστοιχα άριστη συμπεριφορά εμφάνισανν και τα δοκίμια με επικάλυψη αντιδιαβρωτικού ασταριού. Μετά από έκθεση των επικαλυμένων δοκιμίων σε διαβρωτικό περιβάλλον η συμπεριφορά των δύο επικαλύψεων διαφέρει μεταξύ τους. Ειδικότερα η επικάλυψη VCIN παρουσιάζει Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π.., Αθήνα 23-25/5/2013 (Α) πριν την ταινία / (Β) μετά 3 / 4 3 / 4 2 / 4 3 / 5 3 / 5 3 / 5 1 / 1 1 / 1 1 / 1 2 / 2 2 / 2 2 / 3 (Α) πριν την ταινία / (Β) μετά 5 / 5 1 / 2 1 / 2 2 / 2 2 / 3 3 / 4 3 / 4

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη καλύτερη συμπεριφορά από την επικάλυψη VCI και την επικάλυψη με το ΑΣ και η διαφορά αυτή αυξάνεταιι με την αύξηση του χρόνου έκθεσης. Η παραπάνω εμφανιζόμενη συμπεριφορά των επικαλύψεων που εξετάστηκαν, δηλαδή η μείωση της ικανότητας πρόσφυσης, συναρτήσει του χρόνου παραμονής στο διαβρωτικό περιβάλλον του NaCl 3.5% κ.ο, δείχνει την έντονη επίδραση του περιβάλλοντος στις δυνάμεις που είχαν αναπτυχθεί μεταξύ της επικάλυψης και της μεταλλικής επιφάνειας. Είναι γνωστό ότι η δύναμη πρόσφυσης είναι ένα μέτρο του βαθμού έλξης μεταξύ του επιστρώματος και του υποστρώματος. Η διαβρεξιμότητα και οι λοιποί διαβρωτικοί παράγοντες επηρεάζουν τις διεπιφανειακές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ των επικαλύψεων και των επιφανειών στις οποίες έχουν αυτά εφαρμοστεί, με αποτέλεσμα την μείωση αυτών των δυνάμεων και την αστοχία της επικάλυψης κάτω από αντίστοιχες συνθήκες [9]. Στο σχήμα 6 φαίνονται ενδεικτικά τα αποτελέσματα των δοκιμών για τις επικαλύψεις VCI, VCIN σε επιλεγμένες συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα διάβρωσης με (Α) και (Β) πριν και μετά αντίστοιχαα την αποκόλληση της ταινίας. (Α) VCI 4%, t = 7 (Β) VCI 4%, t = 7 (Α)VCIN 4% t=7 (Β) VCIN 4% t=7 (Α) VCI 4%, t = 15 (Β) VCI 4%, t = 15 (Α)VCIN 4% t=15 (Β) VCIN 4% t=15 Σχήμα 6. Ενδεικτικές φωτογραφίες των αποτελεσμάτων της δοκιμής cross cut (Α) και της επιπρόσθετης δοκιμής (Β), για την επικάλυψη VCI και VCIN με συγκέντρωση πτητικού αναστολέα 4%. Εκτίμηση της πρόσφυσης των επικαλύψεων μέσω της εφελκυστικής τάσης αποκόλλησης (Pull of test) Στους πίνακες 4και 5 δίνονται τα αποτελέσματα της δοκιμής για την επικάλυψη VCI και VCIN στις διάφορες συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα. Το αποτέλεσμα εκφράζεται σαν ποσοστό επί τοις εκατό της επιφάνειας και η μορφή ρήξης στο σύστημα που δοκιμάζεται, ως ρήξη πρόσφυσης, ρήξη συνοχής ή ρήξη πρόσφυσης /συνοχής. Πίνακας 4. Αποτελέσματα δοκιμής pull of για την επικάλυψη VCI Τύπος M.O πάχους Μ.Ο Δύναμης Αξιολόγησηη σύμφωνα επικάλυψης υμένα (μm) αποκόλλησης με το πρότυπο VCI (MPa) BSENISO 4624:2003 0% 0.5% 33,03 41,48 1.32 1.27 A/B 18% A/B 59% Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π.., Αθήνα 23-25/5/2013

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη 1% 2% 3% 4% 40,16 47,17 40,17 44,08 1.25 1.29 1.37 1.33 A/B 70% A/B 72% A/B 78% A/B 88% Πίνακας 5. Αποτελέσματα δοκιμής pull of για την επικάλυψη VCIN Τύπος M.O πάχους Μ.Ο Δύναμης Αξιολόγησηη σύμφωνα επικάλυψης VCIΝ 0% 0.5% 1% 2% 3% 4% υμένα (μm) 36.93 36.89 37.63 38.67 38.44 37.56 αποκόλλησης ( MPa) 1,27 1,40 1,27 1,27 1,30 1,23 με το πρότυπο BSENISO 4624:2003 Α/Β 93% Α/Β 88% Α/Β 90% Α/Β 73% Α/Β 70% Α/Β 93% Ο μέσος όρος της δύναμης αποκόλλησης των επικαλύψεων VCI όπως παρουσιάζεται στον πίνακα 4 δεν έχει σημαντικές διαφορές με την αύξηση της περιεκτικότητας σε πτητικό αναστολέα, αντίθετα με το ποσοστό αποκόλλησης το οποίο αυξάνεται ελαφρά με την αύξησή της. Αυτό δείχνει ότι η παρουσία του μονομοριακού στρώματος του πτητικού αναστολέα στη διεπιφάνεια επικάλυψης και μεταλλικής επιφάνειας πιθανά επηρεάζει την πρόσφυση της επικάλυψης με την επιφάνεια. Τα αποτελέσματαα του πίνακα 5 για τον μέσο όρο της δύναμης αποκόλλησης δεν παρουσιάζουν ιδιαίτερη διαφοροποίηση μεταξύ τους, ενώ το ποσοστό αποκόλλησης εξαρχής παρουσιάζεται αυξημένο πιθανά από την διαφορετική σύσταση της επικάλυψης VCIN από την προσθήκη του άλατος ψευδαργύρου.. Στο σχήμα 7 παρουσιάζονται φωτογραφίες των αποτελεσμάτων της δοκιμής για τις επικαλύψεις VCI και VCIN. VCI 3% VCI 4% VCIN 3% VCIN 4% Σχήμα 7. Ενδεικτικές φωτογραφίες των αποτελεσμάτων της δοκιμής pull of επικαλύψεις VCI και VCIΝ με συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα 3% και 4%. για τις Αντοχή σε κάμψη (Bending Conical mandrel) Στον πίνακα 6 δίνονται τα αποτελέσματαα της δοκιμής για τις επικαλύψεις VCI και VCIN. Οι επικαλύψεις που περιέχουν αλκυδικές ρητίνες παρουσιάζουν το πλεονέκτημα ότι έχουν καλή ελαστικότητα [9, 10]. Η αλκυδική ρητίνη που περιέχουν οι επικαλύψεις VCI και VCIN είναι Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π.., Αθήνα 23-25/5/2013

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη μικρού μήκους ελαίου με χαμηλότερη ελαστικότητα φιλμ σε σύγκριση με τις αλκυδικές ρητίνες που περιέχουν έλαια μεγάλου μήκους και όμως τα αποτελέσματαα για τις παραπάνω επικαλύψεις δείχνουν καλή συμπεριφορά. Ενδεικτικές φωτογραφίες των επιστρωμένων δοκιμίων μετά τη δοκιμή παρουσιάζονταιι στο σχήμα 8. Από τις μετρήσεις της παρούσας εργασίας προκύπτει ότι η προσθήκη των πτητικών αναστολέων στην οργανική επικάλυψη βελτίωσε την προστατευτική της ικανότητα, όπως άλλωστε και άλλοι ερευνητές έχουν αναφέρει [11]. Η προστατευτική ικανότητα των πτητικών αναστολέων διάβρωσης ανταγωνίζεται επιτυχώς όλες τις κατηγορίες ανοργάνων πιγμέντων [12]. Πίνακας 6. Αποτελέσματα δοκιμής αντοχής σε κάμψη για τις επικαλύψειςvci και VCIΝ σε διαφορετικές συγκεντρώσεις πτητικού αναστολέα διάβρωσης Τύπος Αποτελέσματα Τύπος Αποτελέσματα επικάλυψης επικάλυψης VCI VCIΝ 0% 0% 0,5% 0,5% 1% 1% 2% 2% 3% 3% 4% 4% VCI Σχήμα 8. Δοκίμια επικαλυμμένα με αναστολέα. VCIN VCI και VCIN με 0.5% συγκέντρωση πτητικού ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Γενικά προκύπτει ότι από τις μετρήσεις των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των επικαλύψεων, τα αποτελέσματα για όλες τις επικαλύψεις είναι καλά με μια μικρή υπεροχή της οργανικής επικάλυψης VCIN 3%. Από τις μετρήσεις αυτές καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η παρουσία πτητικού αναστολέα διάβρωσης στις παραπάνω επικαλύψεις και στις συγκεντρώσεις που μελετήθηκαν, δεν επηρέασε ουσιαστικά τις φυσικοχημικές-μηχανικέςς ιδιότητες (εκτός βέβαια την αντοχή σε διάβρωση) των επικαλύψεων αυτών. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] EN ISO 7783-1:1996, «Paints and varnishes-determinationn of water-vapour transmissionn rate- Part 1: Dish method for freee films» Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π.., Αθήνα 23-25/5/2013

9 ο ΠΕΣΧΜ: Η Συμβολή της Χημικής Μηχανικής στην Αειφόρο Ανάπτυξη [2] ISO 7783-2:1999, «Paints and varnishes - Coating materials and coating systems for exterior masonry and concrete - Part 2: Determination and classification of watervapour transmission rate (permeability)» [3] ΕΝ 1062-3:1998 Ε, «Paints and varnishes- Coating materials and coating systems for exterior masonry and concrete- Part 3: Determination and classification of liquid-water transmission rate (permeability)» [4] ISO 2409:1992E, «Paints and varnishes- Cross cut test» [5] BS EN 24624:1993/ BS EN ISO 4624:2003, «Paints and varnishes- Pull off test for adhesion». [6] ISO 6860:1984E, «Paints and varnishes- Bend test (conical mandrel)» [7] ΕΝ ISO 1514:2004, «Paints and varnishes-standard panels for testing» [8] H. Panda, «Technology of synthetic resins and emulsion polymers», EIRI Ed., N. Delhi 2008 [9] Koleske J. V., «Paint and Coating Testing Manual» 14th ed. of the Gardner Sward Handbook, ASTM, Philadelphia, 1995 [10] Stoye D., Freitag W., «Resins for coatings, chemistry, properties and applications», C.H. Verlag, N.York 1996 [11] Bastidas D. M., Cano E., Mora E. M., «Volatile Corrosion Inhibitors: A Review», Anti_Corrosion Methods and Materials, 29/2, 71-77, 2005. [12 ] Hassan S. E., Alia A. S., Sayed S. A., Inas A. S., Mohamed A. E., «Evaluation of Corrosion Protection of Carbon Steel by Anticorrosive Paints», Anti_Corrosion Methods and Materials, 59/2, 255-262, 2012. Σχολή Χημικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Αθήνα 23-25/5/2013