Studiu nantu à l'influenza di a struttura di resina epossidica nantu à u rendiment di i rivestimenti marini

1. I MUVRINI

  A Cina hà una vasta zona di mare è ricche risorse marine. In particulare in l'ultimi anni, u paese hà più attentu à u sviluppu marinu. Cù u rapidu sviluppu di l'ecunumia marina, l'industria di a custruzzione navale hè ancu aumentata. A pruspettiva di u mercatu di i rivestimenti di i navi marini hè assai ottimista è i requisiti sò sempre più alti. À mezu à elli, chista U revestimentu di resina hà una forte aderenza, una eccellente prevenzione di ruggine è resistenza à l'acqua, una bona forza meccanica è resistenza chimica, è ghjoca un rolu impurtante in a prutezzione di a nave, in particulare in u scafo, a linea d'acqua, u ponte è altre parti. Hè cunsideratu cum'è unu di i prudutti pilastri in l'industria di u revestimentu di i navi marini.

  Tuttavia, cù a migliione cuntinuu di i standard di rendiment di i rivestimenti marini in l'ultimi anni, hè necessariu chì a resina epossidica usata sia migliurata in resistenza à u calore, alta tenacità, resistenza à l'umidità è altri aspetti per ottene un altu rendiment. Tuttavia, per via di a grande forza intermolecular di a resina epossidica, l'agregatu hè rigidu. Inoltre, e catene moleculari ponu esse disposti in ordine, furmendu assai cristallini, fragili à a temperatura di l'ambienti, è un rendimentu d'impattu scarsu. Per quessa, hè urgente capisce è maestrà e caratteristiche di a resina epossidica cù diverse strutture, in particulare u rendiment d'impattu, chì hè di grande significatu per u disignu è u sviluppu di rivestimenti di resina epossidica per navi marine.

  In questu documentu, a durezza, l'aderenza è e proprietà d'impattu di i rivestimenti sò investigate selezziunendu resine epossidiche cù strutture diverse, cumprese bisfenol A, bisfenol A idrogenatu, bisfenol F è resine epossidiche miste, è utilizendu amina di polietere flessibile cum'è agente di cura. in quantu à ottene a relazione trà e diverse strutture di resina epossidica è e proprietà di rivestimentu, furnisce cusì una basa teorica per u sviluppu è l'applicazione di rivestimenti epossidici per i navi marini.

2. Spirimentu

a) Materia prima

  Fenol A resina epossidica E51: valore epoxy 0.51; Resina epossidica di bisfenol A idrogenatu ST3000: valore epoxy 0.43; Bisphenol F resina epossidica CYDF170: valore epoxy 0.60; Resina epossidica mixta TDE85: valore epossidico 0.85; D230: ammina attiva equivalente à l'idrogenu 60g/eq; Acetone.

b) I metudi sperimentali

i. Preparazione di Coating

  Sicondu a formula mostrata in a Tabella 1, pesa una certa quantità di resina è agenti di curazione, agite meccanicamente à a temperatura di l'ambienti finu à chì u sistema hè uniforme, defoaming vacuum, è dopu aduprà 100 μ M applicatore di film di pittura applica una strata di film di pittura nantu à a piastra d'acciaio (pulita è pulita cù acetone) per a prova di aderenza; U revestimentu restante hè versatu in u moldu (circa 8 mm) cù una piastra d'acciaio à u fondu (pulitu è ​​pulitu cù acetone) per teste di durezza è resistenza à l'impattu. I pruprietà sò stati pruvati dopu a curazione à a temperatura di l'ambienti per 7 ghjorni.

  Tabella 1 L'influenza di a struttura di resina epossidica nantu à u rendiment di u revestimentu

  Nota: Tutti i dosaggi di resina epossidica hè 100g, è H attivu: base epossidica = 1.2:1

  ii. Test di rendiment

  L'equipaggiu di prova è i metudi di prova per e diverse caratteristiche di u revestimentu di resina curata sò mostrati in a Tabella 2.

  Tabella 2 Test di prestazione di rivestimentu

3. Risultati è discussione

a) Tempu di asciugatura

  U tempu d'asciugatura di a resina influenza direttamente a prestazione di custruzzione di u revestimentu. In questu documentu, u tempu di siccamentu di quattru resine epossidiche diverse hè stata investigata cù D230 cum'è agenti di curazione, cum'è mostra in a Tabella 3. I risultati dimustranu chì a tarifa di curazione di resina epossidica mista era assai veloce perchè cuntene trè gruppi epossidichi, è puderia. esse seccu in trè ore; A curazione di a resina epossidica di bisfenol A idrogenatu hè assai lenta, è ùn pò ancu esse secca in a superficia dopu à 24 ore.

Tabella 3 Effettu di e diverse resine epossidiche nantu à u tempu di secca

b) Durezza

  A durezza di film hè unu di l'indicatori di rendiment più cuncernati di l'utilizatori è di i fabricatori di rivestimenti, è ancu una di e proprietà fisiche più impurtanti di i rivestimenti di navi marini. Riflette a capacità di un materiale per resiste à l'indentazione, scratch, scratch è penetrazione di un altru materiale. Per i quattru resine epossidiche investigate in questu documentu, a durezza di a resina curata hè mostrata in a Figura 2. A durezza di E51, CYDF-170 è ST-3000 hè di circa 80 Shore D. Questu hè perchè sò tutte e resina epoxy bisphenol. U gruppu hydroxyl nantu à a catena moleculare pò migliurà assai a forza intermolecular, è l'energia cohesive currispundente hè ancu grande, cusì a durezza di a resina curata hè ancu alta. Tuttavia, quandu a resina epossidica hè TDE-85, perchè ùn ci hè micca un gruppu strutturale rigidu di l'anellu di benzene nantu à a catena moleculare, è a forza intermolecular hè relativamente chjuca, a durezza hè più bassa di quella di a resina epossidica bisfenolica, solu 43 Shore D.

  Fig. 2 Durezza di resina indurita ottenuta da a reazione di l'agente indurente D230 cù diverse resine epossidiche

c) Adesione

  Per i rivestimenti marini, u rendiment anticorrosione hè un indicatore impurtante, è l'aderenza trà i rivestimenti di polimeru è i metalli hè un prerequisite per u ghjocu cumpletu di a funzione anti-corrosione. Per quessa, in questu documentu, l'aderenza di u revestimentu di resina epossidica curata cù quattru strutture differenti hè studiata, è i risultati sò mostrati in a Figura 3. L'aderenza massima di a resina epossidica di bisfenol A idrogenatu ST3000 hè 4.7MPa, seguita da a resina epoxy bisphenol A E51. è bisphenol F resina epossidica CYDF170, circa 4MPa, mentri l 'aderenza di resina epossidica mista TDE85 hè solu 2.5MPa. Quandu u revestimentu hè attaccatu à u sustrato metallicu, hè necessariu un centru di attache chimicamente attivu. I gruppi polari, in particulare i gruppi idrossilici è carbossilici, ponu formà tali centri di attaccamentu chimicamente attivi [10]. Pò esse vistu da a Figura 1 chì sia a resina epossidica bisfenolica sia a resina epossidica mixta anu una certa quantità di gruppi polari, ma TDE85 hà una velocità di curazione assai rapida. Cù u prugressu di guariscenza è reazzione cross-linking, u muvimentu di a catena molekulari diventa sempre più difficiuli, è ùn pò micca diffusà à a superficia di a piastra d'acciaio. I gruppi polari ùn ponu micca interagisce cù a superficia di a piastra d'acciaio. Ci sò pochi gruppi polari attaccati in modu efficace, cusì l'aderenza hè assai bassu. A velocità di curazione di a resina epossidica di bisfenol A idrogenatu hè a più lenta, a catena molekulari hà abbastanza tempu per passà à a superficia di a piastra d'acciaio, è i gruppi polari più efficaci sò attaccati, cù a più grande aderenza.

  Fig. 3 Adesione di resina polimerizzante ottenuta da l'agente polimerizzante D230 che reagisce con diverse resine epossidiche

  d) Resistenza à l'impattu

  U più grande svantaghju di a resina epossidica hè a so fragilità è a poca tenacità, chì limita a so applicazione in e parti chì necessitanu una alta resistenza à l'impattu è a resistenza à a frattura nantu à i navi. In questu documentu, un martellu pesante di 2 kg hè statu abbandunatu nantu à u pannellu di prova per investigà u rendimentu di l'impattu di rivestimenti epossidici curati cù strutture diverse. I risultati sò mostrati in a Figura 4. L'altitudine massima di l'impattu rapprisenta l'altitudine massima chì ùn causa micca danni di revestimentu dopu l'impattu di u martellu pisanti. Per a resina epossidica di bisfenol A E51, per via di l'esistenza di u gruppu rigidu di l'anellu di benzene è di u gruppu hydroxyl nantu à a so catena moleculare, l'energia di coesione hè grande. Ancu s'è l'agente di curazione hè poliether ammina flexible D230, a so catena moleculare hè corta è ghjoca pocu rolu. Per quessa, u rendiment di l'impattu di u revestimentu ottenutu dopu à a reazione è a curazione di i dui hè u peghju, cù l'altezza di l'impattu massima di solu 60 cm. In cunfrontu cù E51, u gruppu chì cunnetta dui anelli di benzene in a catena molekulari di bisphenol F resina epossidica CYDF170 cambia da u gruppu isopropile à u gruppu metilenu, chì migliurà l'attività di a catena moleculare è ligeramente migliurà a pruprietà d'impattu cumparatu cù E51. A resina epossidica di bisfenol A idrogenatu ST3000 hà solu un anellu aliciclicu in a catena principale, chì hà una piccula rigidità, un bonu rendimentu d'impattu è una altezza d'impattu di 100 cm. Dopu a curazione, a resina epossidica mista TDE85 hà una bassa energia cohesive, è u gruppu aliciclicu pò migliurà efficacemente a durezza di u pruduttu curatu. Dunque, u rendiment d'impattu hè ottimali, è l'altezza di l'impattu hè di 110 cm.

  Fig. 4 Proprietà di l'impattu di a resina indurita ottenuta da l'agente indurendu D230 chì reagisce cù diverse resine epossidiche

4. cunchiusioni

  (1) Cù D230 cum'è curing agent, a durezza di bisphenol resina epossidica E51, ST3000 è CYDF170 ponu ghjunghje sin'à 80 Shore D dopu à curing per via di a grande energia cohesive; A resina epossidica mista TDE85 hè solu 43 Shore D dopu a cura.

  (2) Per i quattru resine epossidiche studiate in questa carta, a relazione di dimensione di l'aderenza hè ST3000>CYDF170>E51>TDE85, è l'adesione di ST3000 è D230 à a piastra d'acciaio pulita dopu a cura pò ghjunghje à 4.7MPa.

  (3) Quandu D230 hè utilizatu cum'è agenti di curazione, TDE85 hà a megliu proprietà d'impattu è E51 hà a peghju proprietà d'impattu.