Введение к работе
Актуальность темы. При хранении металлоизделий, машин и техники на открытом воздухе, при их перевозке на открытых платформах, палубах и т.д., для защиты металлов от атмосферной коррозии широко используются во всём мире композиционные текстильные материалы -брезенты и парусины на основе природных или синтетических волокон.
Недостатком такой защиты является то, что целлюлозные материалы обладают пористой структурой и легко пропускают влагу, кислород и излучение к поверхности металла. Для получения на основе целлюлозы защитных материалов с заданными свойствами (водоотталкивающими, светостойкими, огнезащитными), целлюлоза пропитывается различными химическими веществами, которые сорбируются на ее поверхности и влияют на физико-химические свойства защитного материала. В процессе эксплуатации под действием воды, света, механической деформации материала возможен процесс десорбции компонентов химической пропитки и их перенос на поверхность защищаемого изделия. Эти химические вещества могут влиять на развитие коррозионных процессов на поверхности металла, укрытого технической тканью.
В связи с этим нам представилось важным изучение влияния текстильных материалов на основе целлюлозы с разными видами пропиток на скорость коррозии стали под укрытием. В подобном направлении систематических исследований практически нет. Цель работы:
- создание технических материалов с улучшенными антикоррозионными свойствами для защиты техники и стальных конструкций от атмосферной коррозии;
-разработка критерия сравнения коррозионного воздействия компонентов пропиток целлюлозы на низкоуглеродистую сталь и метода теоретического расчета скорости коррозии стали под укрытием.
С этой целью были проведены экспериментальные и теоретические исследования физико-химических процессов, протекающих при
эксплуатации текстильных материалов с традиционными и опытными типами пропиток, и решены следующие задачи:
- исследование и сравнение гидрофобных свойств материалов со
стандартными и новыми пропитками;
- введение нового компонента в пропитку целлюлозы, улучшающего
гидрофобные свойства материала;
установление причин и скорости коррозии низкоуглеродистой стали под укрытием из композиционных материалов с различными типами пропиток;
определение скорости диффузии компонентов пропиток с поверхности материала в водную среду и изучение изменения рН раствора при этом;
исследование кинетики десорбции катионов меди с поверхности материала и ее зависимость от рН среды;
разработка критерия сравнения коррозионного воздействия компонентов разных пропиток на низкоуглеродистую сталь и математической зависимости, позволяющей теоретически рассчитать скорость коррозии стали под укрытием из материалов с разными пропитками;
изучение ингибирующих свойств натриевых солей тритерпеновых кислот. Научная новизна работы
Установлено, что коррозия низкоуглеродистой стали под укрытием из текстильных материалов происходит не только под действием кислорода и влаги воздуха, но и за счёт переноса компонентов пропитки с поверхности защитного материала на поверхность стали.
Выявлены закономерности влияния компонентов пропитки тканей на скорость коррозии стали под укрытием.
3. Предложен комплексный метод модификации ткани, включающий
введение ингибитора в состав материала и, одновременно создание на его
поверхности гидрофобной полимерной плёнки, позволяющей обеспечить
постепенный переход ингибитора из текстильного материала на поверхность
защищаемого металла и блокирующей перенос компонентов пропитки из
материала на металл.
4. Изучен механизм снижения биоцидной защиты ткани за счет гидролиза и разрушения координационной связи между ионами меди и функциональными группами волокна. Показано, что обработка ткани фторполимером «Тефлекс» затрудняет гидролиз катионов меди, разрушение их связей с функциональными группами целлюлозы и проникновение продуктов гидролиза к поверхности защищаемого металла. Практическая значимость работы
Разработан новый защитный материал на основе целлюлозы с улучшенными антикоррозионными свойствами.
Предложен метод оценки коррозионного воздействия материалов с разными видами пропиток на основании измерения рН водной вытяжки ткани.
Предложен новый экологически безопасный ингибитор коррозии из возобновляемого растительного сырья и обладающий бактерицидными свойствами по отношению к ткани.
4. Установлено, что применение фторполимера «Тефлекс» и ингибитора ТТК
является перспективным, поскольку не предполагает существенных
изменений технологий пропитки, что упрощает внедрение в производство.
На защиту выносятся физико-химические представления о механизме коррозионного разрушения металла под ткаными укрытиями, а также способы модификации натуральных волокон с целью снижения коррозионной активности и повышения биостойкости.
Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на: IV-ой Всероссийской конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2006), Ш-ей Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье» (Пенза 2006), Международной выставке МВСВ (Москва 2006), международной конференции «Нанобиотехнологии и наноматериалы в сельском хозяйстве» (Москва, 2008).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 работ, из них 6 статей, в т.ч. 3 статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК, патент на полезную модель «Техническая ткань».
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 158 страницах компьютерного текста, состоит из введения, литературно-аналитического обзора, методической части, обсуждения результатов, заключения, выводов, списка литературы, включающего 174 наименования отечественных и зарубежных источников, и приложений; содержит 28 рисунков, 18 таблиц и 5 приложений.
