Оптимізація складу композиції на основі алюміній фосфату та шкаралупи волоського горіха для підвищення протикорозійної стійкості лакофарбових покриттів
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.334800Ключові слова:
алюміній фосфат, шкаралупа волоського горіха, пігмент, корозія, математична модель швидкості корозіїАнотація
Об’єктом дослідження є протикорозійні властивості сумішей порошку шкаралупи волоського горіха та алюміній фосфату. Існуюча проблема полягає в тому, що найбільш ефективні хроматмісткі пігменти, які традиційно використовувалися для виготовлення лакофарбових покриттів є токсичними. Зважаючи на цей факт, дослідження науковців спрямовані на пошук альтернативних малотоксичних сполук, якими стали фосфатні пігменти. Оскільки вони уступають за ефективністю, сучасні дослідження спрямовані або на синтез нових модифікацій та складних форм пігментів, або на розробку ефективних сумішей пігментів, які б забезпечували необхідний рівень протикорозійного захисту сталі. Поряд з цим, актуальним напрямком є підвищення рівня екологічності лакофарбових покриттів при використанні щорічно відновлюваних рослинних відходів, які за рахунок вмісту танінів добре себе зарекомендували для підготовки поверхні перед фарбуванням. В роботі досліджено вплив суміші нетоксичного алюміній фосфату та дрібно помеленого порошку шкаралупи волоського горіху на корозійну поведінку сталі. Запропоновано адекватну математичну модель «склад композиції – масовий показник корозії». Математична модель дозволила встановити взаємозв'язок між складом та швидкістю корозії та знайти оптимальний склад досліджуваної композиції. Проведені розрахунки показали, що при співвідношенні фосфату алюмінію та порошку шкаралупи волоського горіха близько 8:1 значення масового показника швидкості корозії сталі в отриманому екстракті становить 0,020 г / (м2 · год). Шляхом експериментальної перевірки оптимального складу дослідження досягнуто значення масового показника корозії 0,018 г / (м2 · год), що підтверджує теоретичні розрахунки та забезпечує практичну застосовність отриманих результатів.
Результати дослідження будуть корисним для фахівців, які працюють в області розробки антикорозійних лакофарбових покриттів на водній основі, з акцентом на вивченні впливу пігментів та наповнювачів на корозійну поведінку сталі.
Посилання
- Sinko, J. (2001). Challenges of chromate inhibitor pigments replacement in organic coatings. Progress in Organic Coatings, 42 (3-4), 267–282. https://doi.org/10.1016/s0300-9440(01)00202-8
- Jašková, V., Kalendová, A. (2012). Anticorrosive coatings containing modified phosphates. Progress in Organic Coatings, 75 (4), 328–334. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2012.07.019
- Kowalczyk, K., Łuczka, K., Grzmil, B., Spychaj, T. (2012). Anticorrosive polyurethane paints with nano- and microsized phosphates. Progress in Organic Coatings, 74 (1), 151–157. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2011.12.003
- Ahmed, N. M., Mohamed, H. A. (2011). Performance of phosphate–alumina pigments in waterborne paints for protection of cold-rolled steel. Journal of Coatings Technology and Research, 8 (2), 201–210. https://doi.org/10.1007/s11998-010-9288-8
- Naderi, R., Arman, S. Y., Fouladvand, Sh. (2014). Investigation on the inhibition synergism of new generations of phosphate-based anticorrosion pigments. Dyes and Pigments, 105, 23–33. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2014.01.015
- Ramezanpour, J., Ramezanzadeh, B., Samani, N. A. (2024). Progress in bio-based anti-corrosion coatings; A concise overview of the advancements, constraints, and advantages. Progress in Organic Coatings, 194, 108556. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108556
- Sienkiewicz, N., Dominic, M., Parameswaranpillai, J. (2022). Natural Fillers as Potential Modifying Agents for Epoxy Composition: A Review. Polymers, 14 (2), 265. https://doi.org/10.3390/polym14020265
- Nnaji, N., Mbah, P. C., Ebenso, E. E. (2023). The role of vegetal tannins in metal corrosion inhibition vis-à-vis agricultural wastes. Smart Anticorrosive Materials, 401–420. https://doi.org/10.1016/b978-0-323-95158-6.00014-x
- Queirós, C. S. G. P., Cardoso, S., Lourenço, A., Ferreira, J., Miranda, I., Lourenço, M. J. V. et al. (2020). Characterization of walnut, almond, and pine nut shells regarding chemical composition and extract composition. Biomass Conversion and Biorefinery, 10 (1), 175–188. https://doi.org/10.1007/s13399-019-00424-2
- Haddadi, S. A., Kohlan, T. B., Momeni, S., Ramazani, S. A., A., Mahdavian, M. (2019). Synthesis and application of mesoporous carbon nanospheres containing walnut extract for fabrication of active protective epoxy coatings. Progress in Organic Coatings, 133, 206–219. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.04.046
- Chyhyrynets, O. Е. (2023). Influence of ultrasonic treatment of combined mixtures based on walnut shell and titanium dioxide on their extractiveness. Scientific Notes of Taurida National V. I. Vernadsky University. Series: Technical Sciences, 34 (2 (73)), 67–71. https://doi.org/10.32782/2663-5941/2023.2.2/12
- GB/T 700-2006: Carbon structural steels (2006). Available at: https://www.antpedia.com/standard/5124518-1.html Last accessed: 25.02.2025
- Salleh, S. Z., Yusoff, A. H., Zakaria, S. K., Taib, M. A. A., Abu Seman, A., Masri, M. N. et al. (2021). Plant extracts as green corrosion inhibitor for ferrous metal alloys: A review. Journal of Cleaner Production, 304, 127030. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127030
- Bondarenko, S. H., Sanhinova, O. V., Shakhnovskyi, A. M. (2024). Chyselni metody v khimii ta khimichnii tekhnolohii. Kyiv: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 564. Available at: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/67248
- Sanhinova, O. V., Bondarenko, S. H. (2021). Svidotstvo pro reiestratsiiu avtorskoho prava na tvir No. 105383. Kompiuterna prohrama “OPTIMIZ-M”. Data reiestratsii 09.06.2021. Bul. No. 65. Available at: https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1618634
- Kipton, H., Powell, J., Rate, A. (1987). Aluminum-Tannin Equilibria: A Potentiometric Study. Australian Journal of Chemistry, 40 (12), 2015. https://doi.org/10.1071/ch9872015
- Zhang, L., Liu, R., Gung, B. W., Tindall, S., Gonzalez, J. M., Halvorson, J. J. et al. (2016). Polyphenol-Aluminum Complex Formation: Implications for Aluminum Tolerance in Plants. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 64 (15), 3025–3033. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6b00331
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Olena Chyhyrynets, Olga Sanginova, Jinping Hu, Yehui Wu, Xiangrong He
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
