Введение к работе
Актуальность темы, Металлы, используемые п настоящее время как основные онсірукнноіііи.іс материалы, постепенно разрушаются под действием внешней среды. Іоіерп оі коррозии и проммшлсшю развитых странах составляют примерно 5-Ю %от аннона, и.иого дохода.
Дешевым и надежным способом борьбы с коррозией металла является нанесение омплексных лакокрасочных покрытии, противокоррозионное действие которых в пачнгелыюй мерс определяется содержанием н типом пигментов. Наиболее ффектипнммн в этом аспекте являются так называемые шіпібитишиле или шнкоррошопные пигменты, присугствие которых d составе покрытия позволяет плавлять коррозионные процессы даже при нарушении сплошности лакокрасочной ленки. Однако наиболее широко используемые пигменты этого типа (хром- и шшеисодержащме), обладают высокой токсичностью.
Следует отметить, что снижение токсичности материалов, используемых для олучения покрытий, в течение последнего десятилетия относится к приоритетным аправлениям развития лакокрасочноП подотрасли. Это обстоятельство делает ктуалміоіі проблему поиска альтернативных, малотоксичных аіггнкоррозионних ш ментов н вызывает повышенный интерес к исследованиям прогапокоррозиониых иойств различных соединений, обладающих характеристиками, необходимыми для ыполнения пигментных функций в защитных лакокрасочных покрытиях. До астоящего времени полноценной альтернативы токсичным пигментам, эффективным аспекте обеспечения защити металлов от коррозии, не найдено.
Цель работы заключалась в разработке рецептуры и технологии изготовления лкндноґі грунтовки, содержащее противокоррозионные пигменты, отличающиеся оннжешгон токсичностью. В качестве пигмента, обеспечивающего антикоррозионные войства разрабатываемой грунтовки, было предложено использовать измельченным иролюзит - минерал, основу которого представляет диоксид марганца. Выбор нролюзига основывался на его относительной дешевизне и близости свойств ярганца и хрома, которые являются d-элементамп смежных групп периодической истемы Менделеева. Оба элемента обладают переменной степенью окислення и поеобностью к комплексообразовашпо. Сажным достоинством пиролюзита по равнению с хромсодержащими веществами яамстся значительно меньшая оксичность: он входит во вторую группу вредных пездеств, его ПДК составляет
0,3мг/м\ в то время как ПДК соединений хрома в 30 раз ниже и они относятся і-первой группе вредных веществ.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующей задачи:
оценить способность пиролюзита ішдішндуально и в смеси с наполнителям!' влиять на закономерности электрохимической коррозии стали;
разработать корректный способ оценки критического объемного содержания пигментов (КОСП) в грунтовках, определить критическое и оптимальное содержание пиролюзита, а также содержащих его пигментных смесей п алкндных покрытиях;
изучить взаимосвязь структуры пленкообразователя, состава пигмеи гної" часта грунтовок на противокоррозионные и другие эксплуатационные характеристик! покрытий, выбрать оптимальный состав грунтовки.
Научная нопизна паботы. В работе впервые исследована способное пиролюзита влиять на электрохимическую коррозию стали.
Показано, что в водноП вытяжке пироліозігга не происходит замедленш коррозии стали, в то время как в экстрактах алкндных покрытий, пигментировании* пиролюзитом, наблюдается уменьшение тока коррозии (при 10 %-иом объемно\ содержании пиролюзита ток коррозии снижается более, чем в три раза).
Установлено, что потенциал стали, окрашенной алкидными композициями < различным содержанием пиролюзита, при воздействии водного раствора NaC сложным образом зависит от уровня наполнения покрытая. При низкой объемной долі ннгмеїгта (до 20 об. %) наблюдается сншксіше потенциала по сравнению со значением которое устанавливается под лаковым покрытием. По мере увеличения содержанш пиролюзита выше указанного предела потенциал субстрата смещается і положительном направлении вплоть до критического уровня наполнения І Іаблюдаемьіїі характер зависимости Е = f(
Показано различное влияние кальцита и микроталька на барьерные свойств; покрытий, пигментированных пиролюзитом. Оба наполнителя способствуют росг начхіьной. водостойкости. Однако при воздействии водной среды сопротнвлент переносу заряда покрытий, содержащих кальцит, быстро снижается, в то время ка;
слепне н считан пигментной части микроталька обеспечивает стабильность этой ракісрін'їнкп.
Усіїшоаісііо. чю при гшгмеїітнропании аткидпых покрытий смесью пиролюзита цинковыми белилами наблюдается сішсргнческнй противокоррозионный эффект, осфаг ішіікіі оказывает отрицательное влияние на защитные характернспгки ікринці, ііііі'мсігпіроііашіьіх пиролюзитом.
Покаїано. что снижение гіілрофіїлміостп алкидного олигомера посредством іеньшешія фрагменте» а его составе одновременно ухудшает стойкость її слюнных ciiMjei'i мокры шс-сталь к воздействию поды. Результирующее влияние кого изменения структуры пленкообразопателя на защитные свойства покрытий рішатслмю.
Практическая ценность. На основе результатов проведенных исследования пработаїш ісхио.іоіия пзгогоіпсі'шя и рецептура грунтоькн, не содержащей .ісокотокспчнмх пигментов, но защитным свойствам покрытий и другим техническим ірактсрнстнкам не уступающей штатной грунтовке ингибнругащего типа, цпочающей токсичные хроматсодержащне пигменты.
На защиту выносится:
результаты исследования влияния пиролюзита и пигментированных им жрытнй на коррозию стали;
метод оценки критического объемного содержания пигментов п погрцтіїях ітикоррозношюго назиачешія;
« рецептура її технология изготовления грунтовки с мадотоксичпой пигментной істьіо и результаты исследования свойств покрытий на се основе.
Апробация работы. Результаты работы обсуждались па VI междунгоолноя' эмференшш по химии и физике одигомероа (г. Чертегсдоака, 1У97), международной зиференцнп молодых ученых «Синтез, исследование свойств, модификация и греработка высокомолекулярных соединений» (г.Казань, I9S8), межвузог.ской аучной конференции студентоп пузоз Республики Татарстан (г. Казань, 1995), научной :сснн КГТУ (г. Казань, 1998).
Публикации. По материалам диссертации имеется.9 публикации ti направлена іявка на получение патента.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состагг из зедения, литературного обзора, методической части, результатов исследований и їж осуждения, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего 216
