การประยุกต์ใช้เรซินอีพอกซีในการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะ

สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนอีพ็อกซีทำจากเรซินอีพ็อกซีและเตรียมด้วยเม็ดสี สารทำให้แห้ง สารเติมแต่ง ฯลฯ สารเคลือบอีพ็อกซีเรซินมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ได้แก่ การยึดเกาะสูง ความแข็งแรงสูง ทนทานต่อสารเคมี และความต้านทานการสึกหรอ เป็นหนึ่งในสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนสำหรับงานหนักประเภทแรกๆ และใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมป้องกันการกัดกร่อนสำหรับงานหนักทางทะเล สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนอีพ็อกซีมีหลายประเภท ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเรซินอีพอกซีบิสฟีนอลเอและเรซินอีพอกซีฟีนอลิก

โครงสร้างโมเลกุลของเรซินอีพอกซีบิสฟีนอลเอประกอบด้วยพันธะไฮดรอกซิล อีเธอร์ และกลุ่มอีพอกซี และมีการยึดเกาะพื้นผิวได้ดีเยี่ยม โครงสร้างวงแหวนเบนซินทำให้เรซินมีความแข็งแรงเชิงกลและทนต่อการสึกหรอสูง หลังจากการเคลือบแล้ว เรซินจะมีความทนทานต่อกรดและด่าง ทนต่อการกัดกร่อนและสารเคมีได้ดีเยี่ยม นอกจากนี้ยังแข็งตัวที่อุณหภูมิห้อง ง่ายต่อการประกอบ มีการหดตัวต่ำหลังจากการแข็งตัว และไม่มีการปล่อยสารระเหย ซึ่งตรงตามมาตรฐานการปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว

เรซินอีพอกซีฟีนอลิกมีความต้านทานการกัดกร่อนและการยึดเกาะที่แข็งแกร่งกว่าเนื่องจากมีกลุ่มอีพอกซีมากกว่า มีระดับการเชื่อมขวางระหว่างการบ่มสูงกว่า ความหนาแน่นสูงกว่า และยังมีความทนทานต่ออุณหภูมิและการกัดกร่อนสูงเช่นเดียวกับเรซินฟีนอลิก อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นของกลุ่มอีพอกซีจะทำให้เรซินมีความเปราะบางมากขึ้น ซึ่งส่งผลต่อขอบเขตการใช้งาน การใช้บิสฟีนอล เอ ทดแทนฟีนอลในการสังเคราะห์เรซินอีพอกซีฟีนอลิกมีปริมาณฟีนอลอิสระต่ำและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบ การนำบิสฟีนอล เอ มาใช้ทำให้คุณสมบัติเชิงกลของเรซินแข็งแกร่งขึ้นและลดการหดตัว การเพิ่มขึ้นของกลุ่มอีพอกซีช่วยเพิ่มการยึดเกาะ ในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น เสถียรภาพทางความร้อน ความเป็นฉนวน ความต้านทานต่อน้ำ และความต้านทานการกัดกร่อน

สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนด้วยอีพ็อกซี่ยังมีข้อเสีย เช่น ทนต่อแรงกระแทกและความเหนียวต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการปรับปรุงวัสดุ

เรซินอีพอกซีบริสุทธิ์มีความเปราะบางค่อนข้างมาก โดยทั่วไปจะมีการเติมสารเพิ่มความเหนียวลงในอีพอกซี หลังจากใช้งานไปประมาณหนึ่งปี สารเพิ่มความเหนียวจะระเหยไป ความเปราะของสารเคลือบจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และอาจเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การหลุดลอกภายใต้แรงกระแทกเชิงกล ดังนั้น เรซินเทอร์โมพลาสติกจึงถูกนำมาใช้เพื่อปรับเปลี่ยนอีพอกซีในปัจจุบัน กลไกหลักในการเพิ่มความเหนียว ได้แก่ ผลกระทบจากข้อจำกัดของสะพาน การยึดเกาะรอยแตก การฉีกขาดและการยืดตัวของอนุภาค และการยอมให้แรงเฉือนช่องว่าง เมื่อวัสดุคอมโพสิตได้รับแรงภายนอก สารตัวเติมจะมีบทบาทในการจำกัดสะพาน การเกิดฟิล์มบาง และการป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกในเมทริกซ์ นอกจากนี้ แรงเชื่อมยังทำหน้าที่เป็นจุดยึดตรึงรอยแตก ณ จุดเชื่อม เพื่อให้เกิดผลกระทบจากการเสริมความแข็งแรง เรซินเทอร์โมพลาสติกที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการทำให้เรซินอีพอกซีเหนียว ได้แก่ โพลีซัลโฟน โพลียูรีเทน โพลีซิโลเซน โพลีเอเธอร์ซัลโฟน โพลีเอไมด์ โพลีอีเธอร์อีเธอร์คีโตน เป็นต้น เรซินเทอร์โมพลาสติกเหล่านี้มักจะละลายได้ในเรซินที่ยังไม่แข็งตัว และสามารถโต้ตอบกับเมทริกซ์เรซินอีพอกซีได้ จึงทำให้เกิดพันธะอินเทอร์เฟซที่แข็งแรงหลังจากการบ่มเรซินอีพอกซี จึงสามารถปรับปรุงความเหนียวในการแตกหักได้โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติเชิงกลอื่นๆ

นอกจากนี้ การเติมฟลูออรีนลงในโครงสร้างเรซินอีพอกซีก็เป็นวิธีการปรับเปลี่ยนที่ดีเช่นกัน เรซินฟีนอลิกสังเคราะห์โดยการแทนที่บิสฟีนอล เอ ด้วยบิสฟีนอล เอเอฟ แล้วจึงนำไปผ่านกระบวนการอิพอกซิไดซ์เพื่อให้ได้เรซินอีพอกซีฟลูออรีน เนื่องจากสายโซ่หลักของพอลิเมอร์ประกอบด้วยโครงสร้างไดฟีนอลโพรเพน จึงมีความแข็งแรงเชิงกลและความทนทานต่อการสึกหรอสูง อัตราการหดตัวจากการบ่มของสารเคลือบต่ำกว่า และความเหนียวสูงกว่าเรซินอีพอกซีฟีนอลิกทั่วไปมาก เรซินอีพอกซีประกอบด้วยหมู่อีพอกซีจำนวนมาก จึงทำให้เกิดการยึดเกาะที่แข็งแรงกับพื้นผิว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเติมฟลูออรีนทำให้เรซินฟลูออโรคาร์บอนมีคุณสมบัติกันน้ำและป้องกันน้ำมัน ทนทานต่อการกัดกร่อน รังสี ยูวี และสารเคมีได้อย่างดีเยี่ยม มีความยืดหยุ่น เรียบเนียน และทำความสะอาดตัวเองได้ สารเคลือบนี้ผสมผสานข้อดีของสารเคลือบเรซินฟีนอลิก สารเคลือบเรซินอีพอกซี และสารเคลือบเรซินฟลูออโรคาร์บอน เข้าด้วยกัน และมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในด้านการป้องกันการกัดกร่อนทางทะเล

ในด้านการป้องกันการกัดกร่อนทางทะเล เรซินอีพอกซียังมีวิธีการดัดแปลงต่างๆ มากมายเพื่อให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน เช่น การใช้ตัวทำละลายที่ปราศจากตัวทำละลายหรือตัวทำละลายที่อ่อน การใช้น้ำ การผสมอนุภาคระดับนาโน การปรับสภาพพื้นผิวที่ต่ำ เป็นต้น วิธีการดัดแปลงเหล่านี้สามารถทำให้การผลิตสารเคลือบอีพอกซีเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดพลังงานมากขึ้น และทำให้ประสิทธิภาพของสารเคลือบดีขึ้นและใช้งานได้ดีขึ้น