Preparing and characterization of self-healing polymeric coating for protection of pipelines
Boru hatlarının korunması için kendi kendini onaran polimerik kaplamanın hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 995373
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUHAMMET EMRE TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kendini onaran malzemelerin sentezi, düşük sıcaklıklarda emülsiyon polimerizasyonu yoluyla çekirdek kısmında Schiff bazı bileşikleri bulunan ve kabuğu PMUF olan mikrokapsüllerin oluşturulmasını içermektedir. Optimizasyon amacıyla, farklı boyutlarda ve değişen inhibitör oranlarında çeşitli mikrokapsüller emülsiyon polimerizasyonu ile üretilmektedir. Daha sonra elde edilen mikrokapsüller, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi (FTIR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterizasyon analizlerine tabi tutulmuştur. Araştırma kapsamında, bu mikrokapsüllerin ilavesiyle, yumuşak çelik üzerinde epoksi esaslı polimerik kompozit kaplamalar üretilmiştir. Kaplanmış malzemelerin korozyon direnci özellikleri, çevrimli polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) test yöntemleri ile belirlenmiştir. Katodik ayrılma (cathodic disbonding) davranışının değerlendirilmesine yönelik test yöntemleri ise ASTM G8 standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Proje, nihai ürün olan kendini onaran kaplamada maksimum korozyon koruması ve katodik ayrılma direnci elde edilebilmesi için en uygun mikrokapsül boyutu kombinasyonu ve inhibitör konsantrasyonunu belirlemeyi amaçlamaktadır. Bu araştırma, yumuşak çeliğe uygulanan epoksi kaplamalar içerisine entegre edilen Schiff bazı bileşiklerini kapsülleyen poli (Melamin Üre Formaldehit) (PMUF) mikrokapsüllerin, korozyon önleyici performansı ile katodik ayrılma özelliklerini birlikte incelemektedir. Mikrokapsül sentezi emülsiyon polimerizasyonu yoluyla gerçekleştirilmiştir. PMUF mikrokapsülleri, yumuşak çelik yüzeylere uygulanan epoksi kaplamalara ilave edilmiştir. Schiff bazı mikrokapsüllerinin sentez sürecinin başarılı olduğu görülmüş ve FTIR ile SEM karakterizasyonları stabil ve homojen bir yapı sergilemiştir. Kaplamalara %1 ağırlıkça mikrokapsül ilavesi, korozyon koruması ve otomatik hasar onarımı açısından en iyi kombinasyonu sağlamıştır. EIS çalışmaları, bu koruyucu ve kendini onarabilen filmin kaplamaların korozyona karşı direncini artırdığını göstermiştir. Mikrokapsüllerin ilavesiyle kaplamaların katodik ayrılmayı önleme performansı da iyileşmiştir. En yüksek etkinliğin elde edilmesi için optimum mikrokapsül içeriği ve homojen dağılım kritik öneme sahiptir. Mikrokapsüller korozyon direncini ve kendini onarma yeteneğini artırmış olsa da, kaplamaların yapışma dayanımı veya mikrosertliği üzerinde önemli bir etkileri olmamıştır. Bu çalışma, özellikle petrol ve doğalgaz boru hattı uygulamalarında, yumuşak çelik altyapıların korunmasına yönelik kendini onaran gelişmiş epoksi kaplamaların geliştirilmesi hakkında değerli bilgiler sunmaktadır. Mikrokapsül türleri ve konsantrasyonlarının daha fazla optimize edilmesi, kaplama performansı ve dayanıklılığında ilave iyileşmeler sağlayabilir.
Özet (Çeviri)
The synthesis of self-healing materials will include forming microcapsules through emulsion polymerization at low temperatures which have PMUF shells encapsulating Schiff base cores. Various microcapsules with changing sizes and inhibitor proportions will be produced by conducting emulsion polymerizations for optimization. Next the created microcapsules will receive characterization analyses through Fourier transform infrared spectroscopy and scaning electron microscopy. The research will create epoxy-based polymeric composite coating on mild steel through the incorporation of these microcapsules. The test methods of cyclic polarization and electrochemical impedance spectroscopy will determine corrosion resistance properties for coated materials. The test methods for cathodic disbonding behavior assessment will follow ASTM G8 standards to evaluate the coated samples. The project aims to determine both the most suitable microcapsule size combination and inhibitor concentration necessary for achieving maximum corrosion protection and cathodic disbonding resistance in the end product self-healing coating. This research investigates the anti-corrosion performance together with cathodic disbondment traits of epoxy coatings that integrate poly (melamine urea formaldehyde) (PMUF) microcapsules with Schiff-base compounds during their application to mild steel. The microcapsule synthesis process happened through emulsion polymerization methods. The scientist added PMUF microcapsules to epoxy coatings that were applied onto mild steel surfaces. The synthesis process of Schiff-base microcapsules resulted in successful output while characterizations through FTIR and SEM methods showed stable uniform behavior. 1 wt% microcapsules incorporated coatings achieved the best combination of corrosion protection with automatic damage repair properties. The protective self-healing film which EIS studied enabled these coatings to show improved resistance against corrosion. The coatings' performance in preventing cathodic disbonding improved with the inclusion of microcapsules. The optimal microcapsule content and uniform distribution were crucial for maximizing effectiveness. While microcapsules enhanced corrosion resistance and self-healing, they did not significantly affect the adhesion or microhardness of the coatings. This research provides valuable insights into the development of advanced epoxy coatings with self-healing capabilities, contributing to enhanced protection of mild steel substrates, particularly in oil and gas pipeline applications. Further investigation into optimizing microcapsule types and concentrations could yield improvements in coating performance and durability.
Benzer Tezler
- TiAIN, TİN tek ve çok katlı kaplamaların karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
OĞUZ ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FUAT ÇAKIR
- Synthesis and characterization of polyurea formaldehydemicrocapsules filled with tung oil for preparation ofcomposite polylactic acid film for self healing applications
Kendini onarabilen polilaktik asit kompozit filmerindekullanılmak üzere tung yağı katklı poliüre formaldehitmikrokapsüllerinin sentezlenmesi ve karakterize edilmesi
GİZEM SEMRA ARITÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN SANLI ŞENTÜRK
- Yapay kas uygulamaları için nanokompozit malzeme geliştirilmesi
Development of nanocomposite material for artificial muscle applications
AYŞE KÜBRA AYDINALEV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Boya duyarlı güneş pilleri için boya ve elektrolit geliştirilmesi
Development of dyes and electrolytes for dye sensitized solar cells
BURAK ÜNLÜ
- Synthesis and characterization of hafnium boride-based ceramic powders
Hafniyum borür-esaslı seramik tozlarının sentezlenmesi ve karakterizasyonu
NAZLI AKÇAMLI
Doktora
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL DUMAN