رنگ دانه های ضدخوردگی
رنگ دانه های ضدخوردگی رنگ دانه‌هایی هستند فلزی و یا غیرآلی که همراه با رزین به صورت یک لایه بر روی سطح فلز اعمال شده و سطح را در مقابل خوردگی محافظت می‌کنند. آن‌ها باید بتوانند در مناطق آندی و کاتدی فلزات تاثیر حفاظتی مناسبی داشته باشند.
رنگ دانه‌های ضدخوردگی با غیرفعال‌سازی سطح و یا جذب عوامل خورنده موثر و تنظیم PH و به عبارت دیگر توقف و یا کاهش فعالیت‌های الکتروشیمیایی، سطح را محافظت می‌کنند.
طراحی خوب فرمول آستری‌های ضدخوردگی و تاثیر ایده‌آل کنترل شیمیایی و یا الکتروشیمیایی خوردگی زمانی حاصل می‌شود که اختلاف پتانسیل مناطق موضعی کم باشد به نحوی که یک جریان خارجی کم بین آند و کاتد برقرار باشد.
این وضعیت غیرفعال شدن سطح را می‌توان به نتیجه عملکرد آستری ضدخوردگی نسبت داد.
تاثیر غیرفعال‌سازی سطح، به واسطه رنگ دانه های ضدخوردگی دائمی نبوده و پس از بی تاثیرشدن آن‌ها فلز می‌تواند مجددا حالت فعال پیدا کند.
مکانیزم بازدارندگی خوردگی
تاثیر مواد جلوگیری‌کننده از خوردگی، به بازدارندگی آن‌ها و وقایع خوردگی سطح فلز بستگی دارد. این وقایع می‌توانند تواما به صورت:
1. فیزیکی؛
2. الکتروشیمیایی؛
3. شیمیایی
انجام گیرند.
1- تاثیرات فیزیکی
رنگ دانه های ضدخوردگی با حفاظت فیزیکی، رنگ دانه‌هایی هستند که از نظر شیمیایی غیرفعالند. تاثیر آن‌ها در قدرت سدکنندگی، نفوذ آب، اکسیژن و یون‌های خورنده است.
از این گذشته آن‌ها می‌توانند چسبندگی آستری به سطح را بهبود ببخشند. این تاثیر سدکنندگی در مورد پرکننده‌ها که دارای خواص مشابهی شبیه رنگ‌دانه‌ها
هستند نیز صدق می‌کند. شکل شماره 1 حالت استقرار و سدکنندگی رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی غیرفعال رانشان می‌دهد. البته نظم رنگ‌دانه‌های سدکننده از قانون خاصی تبعیت نمی‌کند.
نظر به این که درصد رنگ‌دانه‌ها در آسترها بیشتر از لایه‌های میانی و رویه است، تجمع و انباشت رنگ‌دانه‌های ورقه‌ای در آسترها می‌توانند مسیر عبور
و نفوذ عامل خارجی و در نتیجه خوردگی را به تاخیر بیندازد.
2- تاثیر الکتروشیمیایی
رنگ دانه های ضدخوردگی باید به لحاظ فاکتورهای الکتروشیمیایی و جزئیات فرایند، انتظارات زیر
را تامین کنند:
– تاثیر در واکنش‌های کاتدی و آندی؛
– بر روی سطوح فلزی فولادی، در محدود pH 4 تا 10 موثر باشند؛
– بازدارندگی واکنش‌های کاتدی، یعنی ساخت OH؛
– واکنش با سطح فلز، یعنی ساخت محصولات غیرمحلول حاصل از واکنش و یا به عبارت دیگر، ساخت
یک کمپلکس از محصولات خوردگی با سطح فلز؛
شکل شماره 2 تاثیر الکتروشیمیایی خوردگی را نشان می‌دهد.
برای انجام فرایند الکتروشیمیایی خوردگی، عوامل زیر باید بر روی فلز وجود داشته باشند:
– مناطق آندی و کاتدی؛
– الکترولیت یا برق‌کافت (هدایت الکتریسته از طریق یون‌ها)،
– ارتباط فلزی (هدایت الکتریسته از طریق الکترون‌ها)،
مسئله قابل توجه در مورد رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی فعال، در تاثیر الکتروشیمیایی آن‌ها است، بدین معنی که آن‌ها باید در مناطق کاتدی و آندی فعال باشند.
تاثیر رنگ دانه های ضدخوردگی در مناطق کاتدی، با جایگزینی الکترون‌های آزاد که هنگام انحلال فلز در مناطق آندی به وجود می‌آید، مسیر است.
آن‌ها باید بتوانند انحلال فلز (فولاد) را در آند محدود کنند و البته لازم است که جایگزینی الکترون‌های آزاد در کاتد با سرعت کافی ادامه پیدا می‌کند. برای یون‌های موثر اکسیداتیو این امکان وجود دارد که لایه‌های غیرفعال بسازند.
3- تاثیر شیمیایی
در مقابل تاثیر الکتروشیمیایی، که به وضوح بر روی سطح فلز اتفاق می‌افتد، تاثیر شیمیایی می‌تواند در مورد هر ماده و هر قسمتی متفاوت باشد. تاثیر شیمیایی می‌تواند به عنوان یک تاثیر اصلی، با تنظیم غلظت زیاد یون‌های OH معنی پیدا کندو به عنوان تاثیر جانبی، نقش خنثی‌کنندگی در فیلم پوشش داشته باشد.
ضمنا امکان تبادل یونی نیز وجود دارد. رنگ‌دانه‌های با تاثیر حفاظت شیمیایی، اکثرا حلالیت خیلی کمی دارند و برای تنظیم و پایداری pH خاصی در پوشش‌ها مناسبند.
محل تاثیر آن‌ها در محدوده فصل مشترک بین رنگدانه و پیونده، به عبارت دیگر بین رنگدانه و زیرآیند است درحالی‌که زدایش یون‌های فعال خورنده اهمیت خاصی دارد.
در کنار تاثیر خنثی‌سازی، واکنش‌های احیا نیز می‌توانند انجام شوند درحالی‌که یک ترکیب حفاظتی نیز ایجاد می‌شود. تاثیر شیمیایی ترجیحا در رنگ‌دانه‌های قلیایی وجود دارد.
اکسیدهای فلزی موجود و یا تشکیل‌دهنده، به عبارت دیگر هیدروکسیدها، با اسیدهای آلی (اسیدهای چرب) مثل اسید استئاریک ، املاح فلزی آلی (صابون‌های فلزی) می‌سازند، که برحسب نوع ترکیب فلزی می‌توانند بر روی فیلم پوشش تاثیر مثبت داشته باشند.
همچنین اکسیدهای قلیایی، تاثیرات خنثی‌کنندگی دارند به این معنی که آن‌ها جایگزین محصولات تخریب‌شده پیونده‌ها می‌شوند و یا مواد خورنده فعال را از بین می‌برند. امکانات تاثیر شیمیایی در شکل 3 نشان داده شده است.
با توجه به مکانیزم و عملکرد تاثیر رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی، آن‌ها را می‌توان مانند زیر تقسیم کرد:
گروه اول: رنگ‌دانه‌هایی که در مناطق کاتدی و آندی تاثیرگذارند و عملا غیرمحلول‌اند مانند رنگ‌دانه‌های دارای ترکیبات سرب.
گروه دوم: رنگ دانه های ضدخوردگی که در مناطق کاتدی و آندی تاثیرگذارند و خیلی کم محلول‌اند، یعنی به مقدار خیلی کم از یون‌های غیرفعال را وارد محلول می‌کنند مانند رنگ‌دانه‌های کرومات.
گروه سوم: رنگ دانه های ضدخوردگی که تاثیر شیمیایی و به عبارت دیگر تاثیر کمپلکس‌سازی محدود دارند مانند رنگ‌دانه‌های دارای فسفات.
گروه چهارم: رنگ‌دانه‌ها و پرکننده‌هایی که دارای خصوصیات قلیایی قوی هستند.
گروه پنجم: پودرهای فلزی و یا پودرهای ورقه‌ای (پَرَک) که در تنظیم پتانسیل، از Fe/Fe 2+ منفی‌ترند و نقش حفاظت کاتدی دارند.
گروه ششم: مواد با گروه‌های موثر بازدارنده، به خصوص بر پایه ترکیبات آلی فلزی.
جمع بندی :
این مطلب قابل ذکر است که هنوز در محافل علمی، تقسیم‌بندی جامعی در مورد رنگ دانه های ضدخوردگی، نه به جهت یکنواخت بودن تقسیم‌بندی‌ها، که قابل قبول همه باشد و نه به جهت قواعد زبانی ملت‌ها، انجام نشده است.
به عنوان مثال، اکسید آهن قرمز و اکسید روی در گروه رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی فعال قرار داده شده‌اند، همچنین سولفات باریم (باریت و گوگرد ) و تالک نیز در یک گروه قرار گرفته‌اند.
به‌طورکلی می‌توان رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی را به عنوان رنگ‌دانه‌های سفید و رنگی و یا به رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی فلزی و غیرفلزی تقسیم نمود ولی از نظر تاثیر حفاظتی، به خصوص برای مناطق آندی و کاتدی، تقسیم‌بندی آن‌ها خیلی آسان نیست.
به عنوان مثال کلسیم پولومبات (Ca 2 PbO 4 ) از نظر ساختار شیمیایی با اکسید سرب قابل مقایسه است اما از نظر تاثیر حفاظتی شیمیایی و الکتروشیمیایی به هیچ وجه شبیه اکسید سرب عمل نمی‌کند.
رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی همراه با دیگر اجزای تشکیل‌دهنده رنگ، به خصوص رزین‌ها نقش به‌سزایی در حفاظت سطوح فلزی در مقابل خوردگی دارند. این رنگ‌دانه‌ها، به عنوان رنگ‌دانه‌های فعال معروفند و نقش بازدارندگی نیز دارند.
شرکت صدراد فروش معتبر محصولات لیتوپن ، باریت ، تالک ،کربنات کلسیم و دی اکسید تیتانیوم
