ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

LÊ THỊ HƢƠNG

TỔNG HỢP NANO SILICA MANG ỨC CHẾ ĂN MÒN HỮU CƠ VÀ
ỨNG DỤNG TRONG LỚP PHỦ EPOXY BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN
CHO THÉP CACBON

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

LÊ THỊ HƢƠNG

TỔNG HỢP NANO SILICA MANG ỨC CHẾ ĂN MÒN HỮU CƠ VÀ
ỨNG DỤNG TRONG LỚP PHỦ EPOXY BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN
CHO THÉP CACBON

Chuyên ngành: Hoá vô cơ
Mã số: 60440113
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Tô Thị Xuân Hằng


Danh sách các từ viết tắt
MỞ ĐẦU

1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

3

1.1. Giới thiệu về ăn mòn kim loại

3

1.1.1. Ăn mòn kim loại

3

1.1.2. Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kim loại

4

1.2. Lớp phủ hữu cơ bảo vệ chống ăn mòn kim loại

6

1.2.1. Khái quát về sơn

6

1.2.2. Thành phần của sơn

16

2.1.1. Hóa chất

16

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị

17

2.2. Tổng hợp nano silica và biến tính nano silica

17

2.2.1. Tổng hợp nano silica

17

2.2.2. Biến tính nano silica bằng polyetylenimin (PEI)

17

2.2.3. Hấp phụ ABA và BTSA lên nano silica bọc PEI

18

2.3. Chế tạo màng sơn bảo vệ bằng epoxy chứa nano silica biến tính

18


24

2.4.6. Xác định độ bền va đập

24

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

25


3.1. Tổng hợp và đặc trƣng tính chất của nano silica mang ức chế ăn
mòn hữu cơ

25

3.1.1. Tổng hợp nano silica biến tính bằng PEI

25

3.1.2. Tổng hợp nano silica biến tính bằng PEI và ABA

30

3.1.3. Tổng hợp nano silica biến tính bằng PEI và BTSA

36

3.2. Nghiên cứu chế tạo lớp phủ epoxy chứa nano silica biến tính


SiO2-PEI
Bảng 3.2: Các píc đặc trưng và liên kết tương ứng của SiO2-PEI, ABA,

32

SiO2-PEI-ABA
Bảng 3.3: Các píc đặc trưng và liên kết tương ứng của SiO2-PEI, BTSA,

37

SiO2-PEI-BTSA
Bảng 3.4: Hàm lượng nano silica trong các mẫu sơn epoxy

41

Bảng 3.5: Kết quả đo độ bám dính và độ bền va đập của các màng sơn

51

2. Danh sách các hình vẽ
Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện và phổ tổng trở khi màng sơn ngăn cách

22

hoàn toàn kim loại khỏi dung dịch điện li
Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện và phổ tổng trở khi dung dịch điện li ngấm

22

vào màng sơn nhưng chưa tiếp xúc với bề mặt kim loại

31

Hình 3.6: Ảnh kính hiển vi điện tử quét nano SiO2-PEI, nano SiO2-PEI-

34

ABA
Hình 3.7: Giản đồ phân tích nhiệt của SiO2-PEI-ABA

35

Hình 3.8: Phổ hồng ngoại của SiO2-PEI, BTSA, SiO2-PEI-BTSA

36

Hình 3.9: Ảnh kính hiển vi điện tử quét của nano SiO2-PEI và

39

nano SiO2-PEI-BTSA
Hình 3.10: Giản đồ phân tích nhiệt của SiO2-PEI-BTSA

40

Hình 3.11: Phổ hồng ngoại của màng sơn: epoxy (a), epoxy-SiO2 (b),

42

epoxy-SiO2-PEI (c), epoxy-SiO2-PEI-ABA (d), epoxy-SiO2-PEIBTSA (e)
Hình 3.12: Ảnh SEM của màng sơn: epoxy-SiO2, epoxy-SiO2-PEI,



DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
- IR: Phổ hồng ngoại.
- SEM: Phương pháp kính hiển vi điện tử quét.
- DD1: Dung dịch 1.
- DD2: Dung dịch 2.
- TEOS: Tetraetyl ortosilicat
- PEI: Polyetylenimin
- ABA: 4-amino-2-hydroxybenzoic axit
- BTSA: 2-benzothiazolylthio-succinic axit
- EPOXY: Mẫu trắng ( chứa epoxy).
- Mẫu SiO2: Màng sơn epoxy 3% SiO2
- Mẫu SiO2-PEI: Màng sơn epoxy chứa 3% SiO2-PEI
- Mẫu SiO2-PEI-ABA: Màng sơn epoxy chứa 3% SiO2-PEI-ABA
- Mẫu SiO2-PEI-BTSA: Màng sơn epoxy chứa 3% SiO2-PEI-BTSA


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Ngô Duy Cường (1995), Hoá học và các phương pháp chế tạo sơn, NXB Đại học
Tổng Hợp Hà Nội.
2. Trịnh Minh Đạt (2012), Nghiên cứu chế tạo màng phủ kị nước không màu, đa tính
năng từ nano silica ứng dụng bảo vệ bề mặt các công trình xây dựng mỹ thuật và
trang trí ngoài trời, Báo cáo đề tài cấp Viện VLXD.
3. Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên
cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục.
4. Vũ Đăng Độ (2006), Cơ sở lí thuyết các quá trính hóa học, NXB Giáo dục.
5. Tô Thị Xuân Hằng, Trịnh Anh Trúc, Vũ Kế Oánh, Nguyễn Tuấn Dung, Bùi Thị An
(1999), ―Nghiên cứu sử dụng photphat hữu cơ trong sơn lót trên cơ sở nhựa alkyt

Nội.
17. Nguyễn Văn Tư, Alain Galerie (2002), Ăn mòn và bảo vệ vật liệu, NXB Khoa học
và Kỹ thuật.

2


Tiếng Anh
18. B. Ramezanzadeha, S. Moradiana, N. Tahmasebi, A. Khosravi (2011),
―Studying the role of polysiloxane additives and nano-SiO2 on

the

mechanical properties of a typical acrylic/melamine clearcoat‖, Progress in
Organic Coatings, 72 (4), pp.621-631.
19. To Thi Xuan Hang, Trinh Anh Truc, Truong Hoai Nam, Vu Ke Oanh, JeanBaptiste Jorcin, Nadine Pebere (2007), ―Corrosion protection of carbon steel by
an epoxy resin containing organically modified clay‖, Surface & Coatings
Technology 201, pp.7408-7415.
20. To Thi Xuan Hang, Trinh Anh Truc, Nguyen Thuy Duong, Nadine Pébère, MarieGeorges Olivier (2012), ―Layered double hydroxides as containers of inhibitors
in organic coatings for corrosion protection of carbon steel‖, Progress in Organic
Coatings, 74(2), pp.343–348.
21. Ismail Ab Rahman, Vejayakumaran Padavettan (2012), ―Synthesis of Silica
Nanoparticles by Sol-Gel: Size-Dependent Properties, SurfaceModification,
and Applications in Silica-Polymer Nanocomposites—A Review‖, Journal of
Nanomaterials, pp.1-16.
22. M. Rostami, Z. Ranjbar , M. Mohseni (2010), ―Investigating the interfacial
interaction of different aminosilan treated nano silicas with a polyurethane
coating‖, Applied Surface Science, 257(3), pp.899–904.
23. Zahra Ranjbara, Saeed Rastegarb (2009), ―The influence of surface chemistry of
nano-silica on microstructure,optical and mechanical properties of the nanosilica containing clear-coats‖, Progress in Organic Coatings, 65(1), pp.125–