समुद्री कोटिंग्स को प्रदर्शन मा epoxy राल संरचना को प्रभाव मा अध्ययन

1। परिचय

  चीनसँग विशाल समुद्री क्षेत्र र समृद्ध समुद्री स्रोतहरू छन्। खासगरी पछिल्ला वर्षहरूमा देशले सामुद्रिक विकासमा बढी ध्यान दिइरहेको छ। समुद्री अर्थतन्त्रको तीव्र विकाससँगै जहाज निर्माण उद्योग पनि बढेको छ । समुद्री जहाज कोटिंग्सको बजार सम्भावना धेरै आशावादी छ र आवश्यकताहरू उच्च र उच्च हुँदै गइरहेका छन्। उनीहरु मध्ये, इपोक्सी राल कोटिंगसँग बलियो आसंजन, उत्कृष्ट खिया रोकथाम र पानी प्रतिरोध, राम्रो मेकानिकल बल र रासायनिक प्रतिरोध छ, र जहाज सुरक्षामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ, विशेष गरी हल, वाटरलाइन, डेक र अन्य भागहरूमा। यो समुद्री जहाज कोटिंग उद्योग मा स्तम्भ उत्पादनहरु मध्ये एक मानिन्छ।

  यद्यपि, हालका वर्षहरूमा समुद्री कोटिंग्सको प्रदर्शन मापदण्डको निरन्तर सुधारको साथ, यो आवश्यक छ कि प्रयोग गरिएको इपोक्सी राललाई उच्च-प्रदर्शन प्राप्त गर्न ताप प्रतिरोध, उच्च कठोरता, आर्द्रता प्रतिरोध र अन्य पक्षहरूमा सुधार गरिएको छ। यद्यपि, इपोक्सी रालको ठूलो अन्तरआणविक बलको कारण, समग्र कठोर छ। थप रूपमा, आणविक चेनहरू व्यवस्थित रूपमा व्यवस्थित गर्न सकिन्छ, अत्यधिक क्रिस्टलीय, कोठाको तापक्रममा भंगुर, र खराब प्रभाव प्रदर्शन। तसर्थ, विभिन्न संरचनाहरू, विशेष गरी प्रभाव प्रदर्शन, जुन डिजाइन र विकासको लागि ठूलो महत्त्वको छ, विभिन्न संरचनाहरूसँग इपोक्सी रालका विशेषताहरू बुझ्न र मास्टर गर्न जरुरी छ। epoxy राल कोटिंग्स समुद्री जहाजहरूको लागि।

  यस कागजमा, बिस्फेनोल ए, हाइड्रोजनेटेड बिस्फेनोल ए, बिस्फेनोल एफ र मिश्रित इपोक्सी रेजिनहरू सहित, र उपचार एजेन्टको रूपमा लचिलो पोलिथर अमाइन प्रयोग गरी विभिन्न संरचनाहरूका साथ इपोक्सी रेजिनहरू चयन गरेर कोटिंग्सको कठोरता, आसंजन र प्रभाव गुणहरूको अनुसन्धान गरिन्छ। विभिन्न epoxy राल संरचना र कोटिंग गुणहरू बीचको सम्बन्ध प्राप्त गर्न को लागी, यसरी समुद्री जहाजहरु को लागी epoxy कोटिंग को विकास र आवेदन को लागी एक सैद्धांतिक आधार प्रदान गर्दछ।

२. प्रयोग

क) कच्चा पदार्थ

  फिनोल ए epoxy राल E51: epoxy मान 0.51; हाइड्रोजनेटेड बिस्फेनोल ए epoxy राल ST3000: epoxy मान 0.43; Bisphenol F epoxy राल CYDF170: epoxy मान 0.60; मिश्रित epoxy राल TDE85: epoxy मान 0.85; D230: amine सक्रिय हाइड्रोजन बराबर 60g/eq; एसीटोन।

ख) प्रयोगात्मक विधिहरू

i कोटिंग तयारी

  तालिका १ मा देखाइएको सूत्र अनुसार, निश्चित मात्रामा राल र क्युरिङ एजेन्टको तौल गर्नुहोस्, प्रणाली एकरूप नभएसम्म कोठाको तापक्रममा मेकानिकली रूपमा हलचल गर्नुहोस्, भ्याकुम डिफोमिङ, र त्यसपछि 1 μM पेन्ट फिलिम एप्लिकेटर प्रयोग गर्नुहोस् र पेन्ट फिल्मको तह लागू गर्नुहोस्। आसंजन परीक्षणको लागि स्टिल प्लेट (पालिश र एसीटोनले सफा गरिएको); बाँकी कोटिंग कडापन र प्रभाव प्रतिरोध परीक्षणको लागि तलको स्टिल प्लेटको साथ मोल्ड (लगभग 100 मिमी) मा खन्याइन्छ (पालिश गरी एसीटोनले सफा गरिएको)। गुणहरू 8 दिनको लागि कोठाको तापक्रममा उपचार पछि परीक्षण गरिएको थियो।

  तालिका 1 कोटिंग प्रदर्शन मा epoxy राल संरचना को प्रभाव

  नोट: सबै epoxy राल खुराक 100g छ, र सक्रिय H: epoxy आधार = 1.2: 1

  ii प्रदर्शन परीक्षण

  परीक्षण उपकरण र निको राल कोटिंग को विभिन्न विशेषताहरु को लागी परीक्षण विधिहरु तालिका 2 मा देखाइएको छ।

  तालिका 2 कोटिंग प्रदर्शन परीक्षण

3। परिणाम र छलफल

क) सुकाउने समय

  रालको सुकाउने समयले कोटिंगको निर्माण कार्यलाई सीधा असर गर्छ। यस कागजमा, तालिका 230 मा देखाइए अनुसार, चार फरक epoxy रेजिन को सुकाउने समय को D3 को उपचार एजेन्ट को रूप मा अनुसन्धान गरिएको थियो। परिणामहरूले देखायो कि मिश्रित epoxy राल को उपचार दर धेरै छिटो थियो किनभने यसमा तीन epoxy समूहहरू छन्, र यो हुन सक्छ। तीन घण्टामा सुकाइन्छ; हाइड्रोजनेटेड बिस्फेनोल ए epoxy राल को उपचार धेरै ढिलो छ, र यो अझै पनि 24 घण्टा पछि सतह सुकाउन सकिदैन।

तालिका 3 सुकाउने समयमा विभिन्न epoxy रेजिन को प्रभाव

ख) कठोरता

  फिल्म कठोरता प्रयोगकर्ताहरू र कोटिंग निर्माताहरूको सबैभन्दा चिन्तित प्रदर्शन सूचकहरू मध्ये एक हो, र समुद्री जहाज कोटिंग्सको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण भौतिक गुणहरू मध्ये एक हो। यसले एउटा सामग्रीको इन्डेन्टेसन, स्क्र्याच, स्क्र्याच र अर्को सामग्रीको प्रवेशलाई प्रतिरोध गर्ने क्षमतालाई प्रतिबिम्बित गर्दछ। यस कागजमा अनुसन्धान गरिएका चार इपोक्सी रेजिनहरूका लागि, निको भएको रालको कठोरता चित्र २ मा देखाइएको छ। E2, CYDF-51 र ST-170 को कठोरता लगभग 3000 Shore D छ। यो किनभने तिनीहरू सबै बिस्फेनोल इपोक्सी रेजिनहरू हुन्। आणविक चेनमा रहेको हाइड्रोक्सिल समूहले अन्तरआणविक बललाई धेरै सुधार गर्न सक्छ, र सम्बन्धित एकजुट ऊर्जा पनि ठूलो छ, त्यसैले निको रालको कठोरता पनि उच्च छ। यद्यपि, जब इपोक्सी राल TDE-80 हुन्छ, किनकि आणविक चेनमा बेन्जिन रिंगको कुनै कठोर संरचनात्मक समूह हुँदैन, र अन्तरआणविक बल अपेक्षाकृत सानो हुन्छ, कठोरता बिस्फेनोल इपोक्सी रालको भन्दा कम हुन्छ, केवल 85 शोर डी।

  चित्र 2 विभिन्न epoxy रेजिन संग क्युरिंग एजेन्ट D230 को प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त निको राल को कठोरता

ग) आसंजन

  समुद्री कोटिंग्स को लागी, विरोधी जंग प्रदर्शन एक महत्वपूर्ण सूचक हो, र बहुलक कोटिंग्स र धातुहरु को बीच आसंजन विरोधी जंग प्रकार्य को पूर्ण खेल को लागी एक पूर्व शर्त हो। तसर्थ, यस पेपरमा, चार फरक संरचनाहरू भएको इपोक्सी रेजिनको कोटिंग आसंजन अध्ययन गरिएको छ, र नतिजाहरू चित्र 3 मा देखाइएको छ। हाइड्रोजनेटेड बिस्फेनोल ए इपोक्सी रेजिन ST3000 को अधिकतम आसंजन 4.7MPa हो, त्यसपछि बिस्फेनोल ए इपोक्सी 51। र बिस्फेनोल एफ इपोक्सी राल CYDF170, लगभग 4MPa, जबकि मिश्रित इपोक्सी राल TDE85 को आसंजन मात्र 2.5MPa छ। जब कोटिंग धातु सब्सट्रेट संग जोडिएको छ, एक रासायनिक सक्रिय संलग्न केन्द्र आवश्यक छ। ध्रुवीय समूहहरू, विशेष गरी हाइड्रोक्सिल र कार्बोक्सिल समूहहरूले यस्तो रासायनिक रूपमा सक्रिय संलग्नक केन्द्रहरू बनाउन सक्छन् [१०]। यो चित्र 10 बाट देख्न सकिन्छ कि दुबै बिस्फेनोल इपोक्सी राल र मिश्रित इपोक्सी रालमा निश्चित मात्रामा ध्रुवीय समूहहरू छन्, तर TDE1 सँग धेरै छिटो उपचार गति छ। उपचार र क्रस-लिङ्किङ प्रतिक्रियाको प्रगतिको साथ, आणविक चेन आन्दोलन अधिक र अधिक गाह्रो हुन्छ, र यो स्टील प्लेटको सतहमा फैलिन सक्दैन। ध्रुवीय समूहहरूले स्टील प्लेटको सतहसँग अन्तरक्रिया गर्न सक्दैनन्। त्यहाँ केही ध्रुवीय समूहहरू प्रभावकारी रूपमा संलग्न छन्, त्यसैले आसंजन धेरै कम छ। हाइड्रोजनेटेड बिस्फेनोल ए इपोक्सी रालको उपचार गति सबैभन्दा ढिलो छ, आणविक चेनसँग स्टिल प्लेटको सतहमा जानको लागि पर्याप्त समय छ, र सबैभन्दा प्रभावकारी ध्रुवीय समूहहरू संलग्न छन्, सबैभन्दा ठूलो आसंजनको साथ।

  चित्र 3 क्युरिङ एजेन्ट D230 ले विभिन्न इपोक्सी रेजिन्ससँग प्रतिक्रिया गरेर प्राप्त गरेको क्युरिङ रेसिनको आसंजन

  घ) प्रभाव प्रतिरोध

  इपोक्सी रालको सबैभन्दा ठूलो बेफाइदा यसको भंगुरता र कमजोर कठोरता हो, जसले जहाजहरूमा उच्च प्रभाव प्रतिरोध र फ्र्याक्चर प्रतिरोध आवश्यक पर्ने भागहरूमा यसको आवेदन सीमित गर्दछ। यस पेपरमा, बिभिन्न संरचनाहरूको साथ ठीक गरिएको इपोक्सी कोटिंग्सको प्रभाव प्रदर्शनको अनुसन्धान गर्न परीक्षण प्यानलमा २ किलोग्राम भारी हथौडा खसालिएको थियो। परिणामहरू चित्र 2 मा देखाइएको छ। अधिकतम प्रभाव उचाइले अधिकतम उचाइलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ जसले भारी हथौडाको प्रभाव पछि कोटिंग क्षति पुर्‍याउँदैन। bisphenol A epoxy resin E4 को लागि, यसको आणविक चेनमा बेन्जिन रिंग र हाइड्रोक्सिल समूहको कठोर समूहको अस्तित्वको कारण, समन्वय ऊर्जा ठूलो छ। क्युरिङ एजेन्ट लचिलो पोलिथर एमाइन D51 भए पनि, यसको आणविक चेन छोटो छ र सानो भूमिका खेल्छ। तसर्थ, प्रतिक्रिया र उपचार पछि प्राप्त कोटिंग को प्रभाव प्रदर्शन सबैभन्दा खराब छ, केवल 230cm को अधिकतम प्रभाव उचाइ संग। E60 सँग तुलना गर्दा, बिस्फेनोल F epoxy राल CYDF51 को आणविक श्रृंखलामा दुई बेन्जिन रिंगहरू जोड्ने समूह आइसोप्रोपाइल समूहबाट मेथिलिन समूहमा परिवर्तन हुन्छ, जसले आणविक श्रृंखलाको गतिविधिलाई सुधार गर्छ र E170 को तुलनामा प्रभाव गुणलाई थोरै सुधार गर्छ। हाइड्रोजनेटेड बिस्फेनोल ए इपोक्सी राल ST51 मा मुख्य चेनमा मात्र एलिसाइक्लिक रिंग छ, जसमा सानो कठोरता, राम्रो प्रभाव प्रदर्शन र 3000 सेन्टिमिटरको प्रभाव उचाइ छ। उपचार पछि, मिश्रित epoxy राल TDE100 कम एकजुट ऊर्जा छ, र alicyclic समूह प्रभावकारी रूपमा निको उत्पादन को कठोरता सुधार गर्न सक्छ। त्यसैले, प्रभाव प्रदर्शन इष्टतम छ, र प्रभाव उचाइ 85cm छ।

  चित्र 4 विभिन्न इपोक्सी रेजिनहरूसँग प्रतिक्रिया गर्ने एजेन्ट D230 क्युरिङ एजेन्टद्वारा प्राप्त गरिएको निको भएको रेजिनको प्रभाव गुणहरू

4। निष्कर्षमा

  (1) D230 को उपचार एजेन्टको रूपमा, बिस्फेनोलको कठोरता epoxy राल E51, ST3000 र CYDF170 ठूला एकजुट ऊर्जाको कारण निको भएपछि 80 शोर डी पुग्न सक्छ; मिश्रित epoxy राल TDE85 उपचार पछि मात्र 43 Shore D छ।

  (२) यस पेपरमा अध्ययन गरिएका चार इपोक्सी रेजिनहरूको लागि, आसंजनको साइज सम्बन्ध ST2>CYDF3000>E170>TDE51 हो, र ST85 र D3000 को पालिश गरिएको स्टिल प्लेटमा क्युरिङ गरेपछि 230MPa पुग्न सक्छ।

  (3) जब D230 को उपचार एजेन्टको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, TDE85 मा सबैभन्दा राम्रो प्रभाव गुण हुन्छ र E51 मा सबैभन्दा खराब प्रभाव गुण हुन्छ।