Graphene - Ekolojik-Zanmitay Pwoteksyon Kowozyon

Pwoteksyon grafèn ak korozyon

Depi estrikti asye yo te egziste, Prospect nan korozyon te lakòz enkyetid antretyen. Selon Organizationganizasyon Mondyal Kowozyon nan, rezilta korozyon nan $ 2.5tr nan domaj nan estrikti asye chak ane - apeprè 3-4% nan GDP anyèl la nan peyi endistriyalize. Gen opsyon anpil pou misyon pou minimize tou de domaj ak depans ki gen rapò, tankou galvanizasyon ak zenk, CHROMIUM, ak lòt metal. Plizyè nan metal sa yo sijè a presyon entans paske yo te klasifikasyon REACH yo.

Jadendanfan ki pi anplwaye pwoteksyon korozyon pou anviwònman trè korozivite (ki karakterize nan ISO 12944-2018 kòm anviwònman CX) yo santre sou zenk ki rich formulasyon epoksidik (kontni zenk plis pase 80%), nan sèten ka chanje ak swa ak sistèm lyan trè sofistike ak / oswa plis pigman korozyon pwoteje. Pou anviwònman mwens korozivite, pigman korozyon pasif pwoteje tankou fosfat yo anjeneral bon jan.

Zenk klase kòm pwason trè toksik epi yo pral emèt kòm oksid zenk, ki se tou pwason trè toksik, nan faz ki sot pase a nan sik lavi a nan yon kouch pwoteksyon korozyon nan tout yon atak korozivite. Sa pral lakòz kontaminasyon nan anviwònman an tou pre konstriksyon an asye. Nan 2012, gouvènman Chinwa a lage yon manda pou bese zenk nan primè pwoteksyon korozyon pou ogmante pwoteksyon anviwònman lè sistèm sa yo ap travay.

An menm tan an, Kirkland (Kirkland, NT, Schiller, T., Medhekar.N .; Birbilis, N (2012).grafènkòm yon pwoteksyon korozyon ". Syans Kowozyon 56 (Mas 2012), 1 - 4) demontre ke grafèn ta ka yon konkiran kòm yon ajan pwoteksyon korozyon.

Nan 2016, Ramezanzadeh (Ramezanzadeh B, Niroumandrad S, Ahmadi A, et al. Amelyorasyon nan baryè ak pèfòmans pwoteksyon korozyon nan yon kouch epoksidik nan transfè mouye nan amine fonksyonalize oksid grafèn, Syans korozyon, 2016, 103: 283-304) etabli yon diminye nan n bès nan rezin epoksidik apre adisyon a nan 0.1% pwa nan amino-fonksyonalize oksid grafèn. Li te panse ke oksid grafèn ka kapab reyaji avèk iyon idroksilik, ak iyon klò yo sispann plonje nan kouch la.

Kòmanse nan 2012, syans yo pouse eleman sizyèm lan pou yo kòmanse travay sou inisyativ gouvènman Chinwa a pou kreye yon rediksyon zenk pwoteksyon korozyon Jadendanfan, melanje poud zenk ak grafèn pou amelyore pèfòmans.

Anplwaye yon kalite grafèn espesyalman devlope, ke yo rekonèt kòm SE1132, ak gwo patikil poud zenk (D50 pi wo pase 10 µm), Eleman Sizyèm lan te kapab pwouve ke yon konbinezon de 25 pwa % zenk poud ak yon sèl pwa % nan kalite sa a grafèn, tout etabli sou fim sèk, mennen nan ekselan pèfòmans pwoteksyon korozyon nan yon Jadendanfan 2k-epoksidik. 3,000 èdtan yo ka akonpli nan kondisyon tès sèl espre sèl (50 {{12}} / - 5 g nan klori sodyòm pou chak lit dlo nan 35 ° C + / - 2 ° C, 50 µm epesè fim sèk) (gade figi 1b ). Rezilta sa a kounye a pwoteje pa yon patant yo akòde nan Lachin ak Etazini (Lachin patant No CN201210108771.3, US Patant No US9982142B2).

Eksplikasyon pou siksè a:

  • Graphene gen yon gwosè lateral sibstansyèl (nan xy-direksyon, kèk µm chak) ak epesè ki ba anpil nan echèl nano-mèt (GG lt; 3 nm). Kalite patikil sa a kreye yon gwo konsantrasyon volim pigman k ap aplike dansite 2200 kg / m³. Pou kalkil la, volim nan chak patikil dwe kalkile ki baze sou dimansyon yo. Fòmil konvansyonèl yo pa apwopriye. Rezilta konsantrasyon volim pigman sa a se menm ak yon sèl% pwa, anpil patikil prezan, anpil pou ranfòse pwopriyete baryè sistèm kouch la (gade Figi 1 a).

  • Paske nan konduktivite elektrik li yo, grafèn sipòte tou zenk nan konpòtman sovgad katodik li yo pa konstwi yon rezo dans elektrik. Sa a fasilite akselere senyen nan aktyèl la korozyon.

(a)Schematic of rGO dispersed in a coating layer, compared to spherical nanofillers or without coating; (b) Salt spray testing indicates the better anti-corrosive performance for SE1132-containing epoxy primer compared to conventional primer; (c) A rack in Nantong, China, applied with SE1132-enhanced anti-corrosive primer.

Figi 1. (a)Schematic nan rGO gaye nan yon kouch kouch, konpare ak nanofillers esferik oswa san kouch;(b)Tès espre sèl endike pi bon pèfòmans anti-korozivite pou Jadendanfan epoksidik ki gen SE1132 konpare ak Jadendanfan konvansyonèl;(c)Yon etajè nan Nantong, Lachin, aplike ak SE1132-amelyore Jadendanfan anti-korozivite. Kredi Imaj: Eleman sizyèm lan (Changzhou) Materyèl Teknoloji co, Ltd.

Egzanp pratik

Apa de SE1132, Sizyèm Eleman an te montre kegrafènkalite SE1133 ak SE1233 ka itilize kòm aditif pwoteksyon korozyon nan sistèm Jadendanfan. Konsomatè nan Lachin ak nan Ewòp te efektivman ajoute fòmilasyon Jadendanfan ki gen ladan grafèn nan mache a (al gade figi 2).

Graphene powder products and graphene coatings products.

Figi 2.Pwodwi poud grafèn ak pwodwi penti grafèn.Kredi imaj: eleman sizyèm lan (Changzhou) Materyèl Teknoloji co, Ltd.

Nan yon premye mondyal, yon jadendanfan ki baze sou grafèn pwoteksyon korozyon te anplwaye pou kouch miray ranpa a enteryè ak eksteryè nan batiman an asye nan yon plant enèji rivaj nan mwa desanm 2014. Evalyasyon penti Anpil nan konstriksyon an asye, fèt nan 2015 ak 2019, valide pèfòmans eksepsyonèl nan sistèm kouch ki gen jadendanfan pwoteksyon korozyon an.

The graphene anti-corrosion coating system used in the wind turbine in 2014 to 2019.

Figi 3.Sistèm kouch grafèn anti-korozyon yo itilize nan turbine van an nan 2014 a 2019. Kredi Imaj: eleman sizyèm lan (Changzhou) Materyèl Teknoloji co, Ltd.

Patikilyèman nan Lachin, plis objè yo te kouvwi ak grafèn ki baze sou primè, ki ka wè nan figi 4 ak 5.

Graphene-based primer used in coastal radar base

Figi 4.Jadendanfan ki baze sou grafèn yo itilize nan baz rada kotyè yo .. Kredi imaj: eleman sizyèm lan (Changzhou) Materyèl Teknoloji co, Ltd.

Graphene-based primers used in railway ancohrage.

Figi 5.Grafèn ki baze sou primè yo itilize nan tren ancohrage.Imaj Kredi: eleman nan sizyèm (Changzhou) Materyèl Teknoloji co, Ltd.

Nan yon inisyativ adisyonèl, Eleman nan Sizyèm échanjé nan patikil zenk nan gwosè redwi (D50 ant 3 µm ak 7 µm). Nan egzanp sa a, li te adekwa konbine 0.6 - 0.8 pwa-% nan SE1132 ak 25 pwa-% a 28 pwa% nan zenk poud (tout ki baze sou fim sèk) jwenn rezilta ekselan nan pwoteksyon korozyon.

Rechèch se kontinyèl detaye plis kapasite maksimòm nan grafèn kòm yon ajan pwoteksyon korozyon nan anviwònman trè difisil.

Eleman nan Sizyèm (Changzhou) Materyèl Teknoloji se nan forefront nan fabrikasyon grafèn ak pwodwi grafèn ak yon kantite lajan fabrikasyon prezan nan 400 t / a ak yon etablisman aksesib nan 1000 t / a depi avril 2020. Kalite yo grafèn ak oksid grafèn soti nan sizyèm lan Eleman yo REACH anrejistre. Eleman nan Sizyèm posede yon ISO 9001-2015, yon ISO 14001-2015 ak yon IATF 16949 sètifikasyon

Enfòmasyon sa a te souse, revize ak adapte nan materyèl yo bay nan eleman sizyèm lan (Changzhou) Materyèl Teknoloji co, Ltd.

Pou plis enfòmasyon sou sous sa a, tanpri viziteEleman sizyèm lan (Changzhou) Materyèl Teknoloji co, Ltd.