ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физико-химические аспекты адгезии металлических поверхностей к лакокрасочным покрытиям и ее стабилизации в сероводородсодержащих водных средах из "Коррозия металлических конструкций и защитные покрытия в сероводородсодержащих средах " Как уже отмечалось ранее, одним из важных факторов обеспечения противокоррозионных свойств лакокрасочных покрытий является адгезионная прочность и ее стабильность при эксплуатации. В производственных условиях адгезионная прочность большинства покрытий при эксплуатации в водных сероводородсодержащих средах и влажной производственной атмосфере падает и нередко достигает нулевых значений. Прочность и долговечность адгезионных соединений определяется как природой поверхности металла, так и физико-химическими свойствами граничных слоев полимера. В большинстве опубликованных работ по исследованию адгезионных соединений рассматривается в основном влияние химической природы или структурных особенностей пленкообразователей на величину адгезионной прочности подложки и ее роли в процессах межфазного взаимодействия не уделяется должного внимания. Вместе с тем известно, что физико-химическое состояние подложки существенно влияет на процессы адгезионного взаимодействия и особую роль в этих явлениях играет адсорбированная на подложке вода [58]. [c.78] Определение количества воды на металлических поверхностях сопряжено с большими методическими трудностями, поэтому опубликованные в литературе данные о количестве воды на поверхности металлов во влажной атмосфере не однозначны. [c.79] В данной работе, с использованием результатов оригинальных исследований авторов работ [7, 47], изучены процессы десорбции адсорбированной воды с поверхности стали и энергетические характеристики термодесорбции. В интервале температур 350-360 К десорбируется физически связанная с поверхностью адсорбированная вода энергия активации ее термодеструкции Е составляет 30-45 кДж/моль. Начиная с 500 К десорбируется химически связанная вода, которая образуется за счет взаимодействия соседних гидроксилов. Для химически связанной воды значение Е изменяется в интервале от 60 до 90 кДж/моль в зависимости от степени заполнения поверхности гидроксилами и природы металла. Максимальная температура десорбции зависит от скорости нагрева, чистоты поверхности, условий проведения процесса. [c.79] Энергия активации процесса термодесорбции воды в зависимости от ее количества на поверхности стали по мере увеличения температуры прогрева подложки возрастает от 35 до 115 кДж/моль, т. е. энергия связи удаляемой воды при 660 К приближается к энергии ковалентной связи. [c.79] Исследования позволили предположить, что при формировании покрытий на поверхности металлов полимер контактирует не с металлом и не с его гидроксилированными оксидами, а с адсорбированной водой, число монослоев которой в зависимости от природы металла может составлять от нескольких единиц до нескольких десятков. Результатом этого является образование покрытий с низкой и нестабильной адгезионной прочностью. [c.79] Встраивание воды возможно при применении любых пленко-образователей, имеющих функциональные группы, склонные к образованию водородных связей. В этом случае адгезионная прочность покрытий и характер ее изменения при эксплуатации во многом будут определяться стабильностью этих связей при воздействии окружающей среды. [c.80] Так как энергия водородной связи является обратной функцией числа монослоев воды п (она колеблется от 40 до 115 кДж/моль), наиболее благоприятными в отношении адгезии являются варианты, при которых пленкообразователь взаимодействует с металлом непосредственно (с образованием химических связей, п = 0) или через мономолекулярный слой воды (за счет водородных связей, п = 1). Только в этих случаях, как показывает опыт, обеспечивается высокая и стабильная адгезионная прочность лакокрасочных покрытий. Наметились пути создания покрытий с длительной адгезионной прочностью, основанные на исключении нежелательного действия воды на пленкообразователь использование лакокрасочных материалов, склонных к водовытеснению обезвоживание поверхности (удаление физически адсорбированной воды) гидрофобизация поверхности применение конверсионных покрытий и грунтов. [c.80] Апробирован способ стабилизации адгезии, связанный с обезвоживанием поверхности, наиболее просто реализуемый путем предварительного нагревания покрываемого металла, что осуществлялось применением термоабразивной очистки поверхности перед нанесением грунтовочного слоя. С этой целью использовали установку УТО-А1 с пульсирующей подачей абразивного материала с размерами частиц 100-300 мкм. Результаты исследований показали, что высокая и стабильная адгезия покрытий на металлах достигается при температуре формирования 180 °С и выше, когда с поверхности удаляется основная масса физически адсорбированной воды. [c.81] Опыты проводили на образцах из стали 20, для нанесения покрытий использовали стандартные серийно выпускаемые лакокрасочные материалы. Результаты приведены в табл. 11. [c.81] Полученные экспериментальные данные указывают на возможность усовершенствования технологий подготовки металлических поверхностей и нанесения лакокрасочных покрытий и на наличие достаточно высокого ресурса в этой области. [c.81] Вернуться к основной статье