|
|
|
PROTECTIA IMPOTRIVA COROZIUNII FOLOSIND VOPSELE ORGANICE
Coroziunea materialelor de substrat poate fi intarziata, sau chiar oprita integral, printr-un strat organic plasat intre materialul de uscat , pentru a fi protejat. Acest interstrat poate actiona conform compozitiei sale sau prin urmatoarele trei principii [28]:
- Efectul de ecran
Este o tehnica a protectiei de suprafata constand doar in efectele fizice ale vopselei. Doar o pelicula suficient de puternica si inerta, impermeabila pentru factorii externi, poate fi eficace. Aceasta tehnica de protectie creaza un interstrat pozitionat intre obiectul a carei suprafata este tratata si agentii adiacenti.
- Protetia prin actiunea de inhibitie
Este tehnica protectiei de suprafata in decursul careia procesele de coroziune sunt intarziate sau, ocazional, oprite datorita faptului ca are loc o reactie chimica. In acesta tehnica de protectie a suprafetei, rolul componentilor activi este asumat de pigmentii anticorozivi sau inhibitori organici de coroziune. Protectia prin actiunea de inhibitie este legata aproape in toate cazurile de protectia de ecran.
- Efectul electrochimic
Aceasta tehnica se bazeaza pe un principiu al celulei galvanice in care procesele de coroziune sunt transferate datorita unei schimbari in campul curentului electric la un electrod suplimentar. De asemenea, efectul electrochimic este intotdeauna legat de efectul de ecran.
Astfel, vopselele organice protejeaza in principiu suprafata metalica prin mecanisme constand in efecte de adeziune la ecran, inhibitie si electrotehnice.
In vopsele sunt destul de des aplicate combinatii ale acestor macanisme individuale cu actiuni de protectie.
Vopselele organice, care nu contin nici o materie anticoroziva (un pigment anticoroziv sau un inhibitor organic al coroziunii) pot manifesta, in ceea ce priveste atacul coroziv, doar asa zisul efect de ecran. Acest efect este, intr-o mare masura, legat de natura liantului chimic, marimile si formele particulelor de pigmenti, continutul de aditivi si, eventual, de parti ale unor anume compusi prezenti in formula vopselei in discutie.
Efectul de ecran, care caracterizeaza protectia efectuata de vopselele nepigmentate, este in directa legatura si cu grosimea peliculei de vopsea. Functia de protectie se mareste odata cu cresterea grosimii vopselei organice. Porozitatea scade iar traiectoria de difuzie a agentului adiacent la suprafata metalului creste. Pe de alta parte, cresterea grosimii are ca efect unele proprietati fizico-mecanice inferioare, cum ar fi elasticitatea si reductilitatea reduse. Functia de protectie asigurata dnismul de ecran ar fi scazuta in cazul lucrului cu vopselele organice. De aceea, asigurarea protectiei suprafetelor metalice pe termen lung in ceea ce priveste efectele de coroziune necesita combinatii ale mecanismului de ecran cu un mecanism de inhibitie.
In momentul de fata nu se cunoaste o astfel de vopsea organica care ar garanta absoluta impermeabilitate la apa si la solutii apoase. Cu cat un liant manifesta o eficienta de ecran mai mare, atunci functia sa de protectie poate fi imbunatatita prin intermediul inhibitorilor de coroziune. Printre inhibitorii de coroziune se pot gasi atat compusi organici cat si compusi anorganici.
O formulare corespunzatoare a vopselei de protectie creaza o protectie generala prin probabilitatea de functionare crescuta a vopselei operationale la nivelul substratului. Un component cheie care determina calitatea vopselei este baza polimerului. Nu exista sistem de protectie de inalta calitate care sa poata fi obtinut daca nu este folosit nici un pigment anticoroziv de inalta calitate in combinatie cu un liant de inalta calitate. Proprietatile liantului, cum ar fi stabilitatea hidrolitica, rezistenta chimica, temperatura de tranzitie a sticlei, gradul de reticulare si puritatea polimerului in anumite limite sunt parametrii care afecteaza in principal proprietatile functionale ale vopselei.
Cand incepem cu definirea coroziunii metalului, stabilitatea chimica a vopselelor organice poate fi definita in urmatorul mod : « Interactiunile fiziochimice intre componentii vopselelor care formeaza pelicula si mediul inconjurator, ceea ce are ca rezultat schimbari in proprietatile vopselei ». Proprietatile componentilor care formeaza pelicula sunt, bineanteles afectati in mare masura de catre pigmentii si elementele de umplutura, care se afla in compozitia majoritatii vopselelor. La interactiunea liantului format dintr-un singur component sau dintr-un amestec de componenti de formare a peliculei, la inceput are loc sorbtia acestui mediu la suprafata vopselei. Aceasta satisface conditia prealabila pentru difuziunea mediilor pe stratul de vopsea.
La patrunderea mediului gazos sau lichid, poate avea loc interactiunea chimica dintre liant si mediul de difuzare. Cand apare o astfel de reactie chimica, are loc un proces opus de difuziune a produsilor de reactie din "matricea" vopselei, la suprafata acesteia. In continuare urmeaza difuziunea produsilor de reactie de la suprafata peliculei in mediul inconfurator. Dupa cum rezulta clar din cele prezentate anterior, mediile active pot fi impartite in functie de actiunile lor in urmatoarele grupuri [68]:
medii active din punct de vedere fizic;
medii active doar din punct de vedere chimic;
medii active din punct de vedere fizic si chimic.
La actiunea fizico-chimica a mediului inconjurator sunt necesare conditii precise (de exemplu temperatura), care definesc prioritatea mecanismelor individuale. Mediul activ din punct de vedere chimic nu reactioneaza chimic nici cu liantul nici cu pigmentii sau elementele de umplere. In masura in care apar schimbari in structura polimerica a liantilor, atunci schimbarile sunt reversibile.Mediul acriv din punct de vedere fizic duce la echilibrare, care este una din etapele disocierii liantului. Mecanismul de actiune al mediului activ din punct de vedere fizic incepe cu desfacerea lanturilor macromoleculelor individuale. Aceasta desfacere are ca efect cresterea mobilitatii macromoleculelor. Atunci, efectul care rezulta este elasticitatea marita a vopselei, reducerea valorii de tranzitie a sticlei si a duritatii. Stabilitatea liantului la efectele mediului poate fi exprimata in baza polaritatii ambilor componenti. Polaritatea liantului (un polimer) si a mediului, care poate fi de natura lichida sau gazoasa, poate fi apreciata in functie de cunoasterea densitatii energiei de coeziune a compusilor individuali care iau parte la interactiuni reciproce. Valoarea densitatii energiei de coeziune (wk) poate fi exprimata in baza parametrului solubilitatii.(δR
Este general valabil faptul ca diferenta mai mica dintre valoarea energiei de coeziune a polimerului si mediului de difuziune inseamna o solubilitate mai mare a polimerului in mediul dat. Temperatura are un efect semnificativ asupra mediului activ, si se poate spune ca o crestere a temperaturii are ca efect cresterea actiunii componentului fizic asupra liantului.
Mediul activ din punct de vedere chimic reactioneaza cu compusii macromoleculari ai liantului prin reactii chimice ce au ca efect schimbari ireversibile in proprietatile materialului expus. Reactiile chimice care apar in vopsea, au loc intr-un sistem eterogen in faza solida - faza apoasa, sau un sistem in faza solida - faza gazoasa. In consecinta, reactiile sunt afectate intr-o masura considerabila de procesele de difuziune. Cand nu functioneaza nici o difuziune a mediului inconjurator la pelicula de vopsea, atunci reactiile chimice au loc doar la suprafata acestei pelicule. Viteza reactiilor de degradare chimica creste direct proportional cu cresterea temperaturii mediului coroziv dat [69].
