N-metyylianiliini komposiittielektropolymeerisuojapinnoitteena kuparipinnalla

N-metyylianiliinion orgaaninen yhdiste, joka toimii tärkeänä välituotteena orgaanisessa synteesissä, hapon absorboijana ja liuottimena. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että sitä voidaan käyttää elektropolymeerikomposiittipinnoitteiden muodostamiseen kuparipinnoille.

 
Passivointikalvon tuhoutuminen kuparipinnalla lyhentää siihen liittyvien laitteiden käyttöikää

Kuparilejeeringit ovat laajalti käytössä monilla valmistusaloilla, kuten teollisessa lämmönvaihdossa ja elektroniikkalaitteiden kokoonpanossa niiden hyvän sitkeyden ja lämmön/sähkönjohtavuuden vuoksi. Ankarat ympäristöt (kuten Cl-pitoiset aineet) kuitenkin tuhoavat kuparipinnalla olevan passivointikalvon ja syövyttävät sitten metallialustan, mikä uhkaa vakavasti asiaankuuluvien tilojen suorituskykyä ja käyttöikää. Vielä pahempaa on, että kupari- ja/tai kuparilajien vapautuminen ekosysteemiin muodostaa myös vakavan biologisen ongelman, joka uhkaa ympäristön turvallisuutta. Elektropolymerointi (ECP) voi muodostaa ohuen kerroksen johtavaa polymeeriä in situ metallipinnalle ja antaa erinomaisen suojan alustalle anodisen suojan ja fyysisen suojauksen ansiosta. Normaaleissa olosuhteissa aktiivisen metallipinnan on läpäistävä passivointivaihe ennen elektropolymeeripinnoitteen muodostamista ECP:n läpi stabiilin rajapinnan aikaansaamiseksi, mikä epäsuorasti rajoittaa ECP:n in situ -muodostuksen ja toiminnan etuja.

Viime aikoina johtavat polymeerit (CP:t) ovat herättäneet laajaa huomiota pinnoitteiden valmistuksessa säädettävän johtavuuden ja korkean suojatehokkuuden vuoksi. Verrattuna tavanomaiseen kemialliseen menetelmään CP:iden valmistuksessa, sähkökemiallinen strategia (sähköpolymerointi) orgaanisten esiasteiden redox-prosessin kautta saa suuren huomion polymeeritieteessä, mikä johtaa suojaavien pinnoitteiden muodostumiseen in situ metallisubstraateille, kuten polyaniliinille (PANI) ja polypyrrolille. (PPy). On käynyt ilmi, että CP:t kieltävät galvaanisen parin muodostamisen paikallisanodien ja katodien välille niiden anodisen suojan ja elektronien välityskyvyn vuoksi. Vaikka turmeltumattomat sähköpolymeroidut pinnoitteet ansaitsevat useita etuja korroosionestossa, ne kärsivät myös tietyistä rajoituksista, kuten huokoisesta rakenteesta, huonommasta mittastabiilisuudesta ja alhaisesta mekaanisesta eheydestä. Lisäksi viimeaikaiset saavutukset ovat osoittaneet, että koskemattomat johtavat pinnoitteet tuskin suojaavat metalleja pitkällä aikavälillä aggressiivisissa väliaineissa. Päinvastoin, on kasvava kysyntä monipuolisissa ympäristöissä käytettävien pinnoitteiden kestävyyden parantamiselle. Tästä syystä CP:iden räätälöiminen metallien suojaamisen takaamiseksi on ollut haaste sekä akateemisille että teollisille huolenaiheille.

Tämän vuoksi Fan Baomin Beijing Technology and Business Universitystä ja muut esittelivät Zhidon-suolan muodostamaan pitkäkestoisen ECP-kerroksen poly(N-metyylianiliini)/natriumfosfaattia kuparin pinnalle yhdessä vaiheessa, mikä voi saavuttaa vaurioituneiden pinnoitteiden korjaus paikalla; monimittakaavateoriassa Simulaation pohjalta ehdotetaan ajatusta aika-alueen ja spatiaalisen diffuusioradan käyttämisestä pinnoitteiden suojaavan suorituskyvyn arvioimiseksi. Erilaisilla vuorovaikutussummalla (sähköstaattinen voima ja van der Waalsin voima) kuvataan visuaalisesti tiettyjen merkkiaineiden käyttäytymistä pinnoitteessa eri vaiheissa. Diffuusiokäyttäytyminen ja selvitä sitten pinnoitteen vikamekanismi huollon aikana. Asiaankuuluvat tutkimustulokset ovat nimeltään Poly(N-metyylianiliini)/fosfaatti yksivaiheisten elektropolymeroitujen kuparin pinnoitteiden pitkäaikainen suojamekanismi 3,5 % NaCl-liuoksessa, ja ne julkaistiin kansainvälisesti tunnetussa "Journal of Alloys and Compounds" -lehdessä.

BLOOM Tech N-Metyylianiliini on valmistettu uusinta tekniikkaa ja tiukkoja valmistusprosesseja käyttäen, mikä varmistaa sen puhtauden ja koostumuksen. Tämä mahdollistaa luotettavan suorituskyvyn monissa sovelluksissa, olipa se sitten kemianteollisuudessa, lääkkeissä, väriaineissa tai muilla aloilla käytössä.

Asetamme tuotteidemme turvallisuuden etusijalle. N-metyylianiliinimme käy läpi tiukat testit sen varmistamiseksi, että se täyttää korkeimmat turvallisuusstandardit ja minimoi sen käyttöön liittyvät mahdolliset riskit.

Pitkäaikainen suojamekanismi poly(N-metyylianiliini)/fosfaatti yksivaiheiset sähköpolymeroidut pinnoitteet kuparille 3,5 % NaCl-liuoksessa

Sähkökemiallisesti helposti käytettävän ioniseostusprosessin avulla N-metyylianiliiniliuokseen seostetaan erilaisia ​​natriumfosfaatin pitoisuuksia (1 mM, 5 mM, 10 mM) ja poly(N-metyylianiliini) muodostuu in situ kuparin pinnalle yksi askel. aniliini)/natriumfosfaattielektropolymeerikomposiittipinnoite. Arvioimalla fysikaalisia ominaisuuksia, kuten tiheyttä, johtavuutta ja adheesiolujuutta, optimaalinen valmistusprosessi selvitetään ja sitä käytetään myöhempien tutkimusten ja analyysien kohteena.

Pinnoitteiden morfologia ja sähkökemiallinen analyysi suoritettiin liotuksen jälkeen 3,5 % NaCl-liuoksessa eri aikoja. Morfologia-analyysi osoittaa, että PNMA-5P-komposiittipinnoite säilyttää alkuperäisen morfologiansa 30 päivän upotuksen jälkeen, ja sillä on edelleen hyvä stabiilisuus ja hydrofobisuus, mikä vähentää tehokkaasti bulkkiliuokseen vapautuvien kupari-ionien pitoisuutta. Sähkökemialliset testit osoittavat, että seostettu fosfaatti voi säilyttää PNMA-kerroksen anodisen suojan, estää syövyttäviä aineita pääsemästä kuparikerrokseen ja stabiloida korroosiovirran tiheyden alemmalle tasolle. Lisäksi PNMA-5P-päällystettyjen näytteiden varauksensiirtovastus lisää merkittävästi kupari/pinnoite-rajapinnan elektronien välityskykyä. Komposiittipinnoitteilla on hyvät sähkökemialliset estovaikutukset niiden tiheän rakenteensa ansiosta (matala huokoisuus). Seostetut fosfaatit johtavat sähköä ja tiivistävät pinnoitetta, ylläpitävät anodista suojausta, tehostavat suojavaikutusta ja parantavat viime kädessä alla olevan alustan korroosionkestävyyttä.

Monimittakaavaiset teoreettiset laskelmat osoittavat, että fosfaatti stabiloituu PNMA-ketjujen välillä sähköstaattisten voimien avulla ja edistää polymeerin rinnakkaista kerrostumista kuparin pinnalle. In situ -ionien aika-alueen ja spatiaaliset diffuusioradat osoittavat eroja syövyttävien ionien diffuusiokäyttäytymisessä näissä kahdessa mallissa: PNMA:n syövyttävillä ioneilla on laajennettu diffuusiorata ja niillä on taipumus kulkeutua pinnoitteen poikki; kun taas komposiittipinnoitteen in situ syövyttävillä ioneilla on laajennettu diffuusiorata. Ionien liikkuminen on rajoitettu paikalliselle alueelle. Komposiittipinnoite estää ionien diffuusiota ja hidastaa ionien siirtymistä pinnoitteen sisällä, mikä estää merkittävästi metallin korroosiota syövyttävän väliaineen vaikutuksesta, mikä on yhdenmukainen kokeellisten tulosten kanssa. Komposiittipinnoitteet hyötyvät tiiviistä rakenteesta, hyvästä esteestä ja anodisesta suojasta, mikä tarjoaa erinomaisen pitkäaikaisen suojan alustalle.

Kemikaalit ja liuokset

NMA:ta toimitti Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd (Xi'an, Kiina), joka tislattiin kahdesti ja pidettiin pimeässä 270 K:ssa ennen käyttöä. Analyyttinen Na₃PO₄, NaCl% 2c HNO₃ja H₂NIIN₄liuokset ja absoluuttinen etanoli saatiin Innochem Companylta (Peking, Kiina) ja niitä käytettiin ilman lisäpuhdistusta. Kuparilevyt (99,9 %) ostettiin Tianjin Chemical Institutelta (Kiina).