Thứ 4, 10/1/2006, 11:16:17 AM GMT+7
Các hợp chất cromat đang được sử dụng rộng rãi để chống ăn mòn cho các bề mặt kim loại. Tuy nhiên, các hợp chất này có một nhược điểm lớn là chứa crom hóa trị 6 - một chất gây ung thư và là nguyên nhân gây ung thư phổi.
Vì cromat rất nguy hiểm đối với sức khỏe của con người nên Cục quản lý an toàn và sức khỏe nghề nghiệp của Mỹ đang đề nghị giới hạn mức phơi nhiễm cromat tại nơi làm việc ở mức 1μg/m3 giảm 50 lần so với giới hạn hiện nay tại Mỹ và nhiều nước châu Âu. Do đó, các nỗ lực nghiên cứu các chất thay thế cromat đang được thực hiện tại các trường đại học và các công ty tư nhân ở Mỹ, mục đích là sản xuất các polyme dẫn điện. Có một số lý thuyết nói về cơ chế bảo vệ kim loại của các polyme dẫn điện. Chúng có thể tạo ra một lớp chắn trên bề mặt kim loại, tạo ra lớp oxit kim loại thụ động hóa hoặc bảo vệ bề mặt kim loại bằng sự hình thành điện trường tại bề mặt kim loại, hạn chế dòng điện tử đi từ kim loại đến chất oxy hóa.
Các nhà nghiên cứu Zarras và John Stenger Smith tại China Lake, California đã phát triển polyme dẫn điện có tên gọi là poly 2,5-bis-N-metyl-N-hexylaminphenylen vinylen BAM-PPV có khả năng thay thế cromat. BAM - PPV là vật liệu bán dẫn có khả năng kìm hãm sự ăn mòn hợp kim nhôm trong các thí nghiệm sương muối trung tính. Hiện nay, Zarras đang thử nghiệm công thức của ông trên hợp kim nhôm - đồng có tên là 2024-T3 thường được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ.
Công ty Crosslink cũng đang thử nghiệm chất ức chế ăn mòn đã nghiên cứu trên 2024-T3. Chất ức chế được gọi là DMcT 2,5-đimecapto-1,3,4-thiazol được sử dụng làm chất kích tạp trong polyanilin, một loại polyme dẫn điện dùng để sơn kim loại.
Theo Crosslink, DMcT là một anion. Khi ăn mòn xảy ra, lớp phủ giải phóng anion này và làm ngừng quá trình ăn mòn, giống như cơ chế cảm biến - đáp ứng. đây thực sự là một màng sơn thông minh.
Polyanilin hoặc một polyme dẫn điện khác có bổ sung DMcT được sử dụng làm lớp phủ kim loại. Khi lớp phủ này bị phá vỡ thì sự ăn mòn xảy ra.
Lớp phủ polyanilin tích điện dương còn DMcT tích điện âm, do đó chất ức chế được giữ lại trong lớp phủ. Tuy nhiên, khi polyanilin bị khử do sự oxy hóa kim loại nó sẽ trở thành trung tính và đẩy anion ra khỏi lớp màng. Như vậy, có sự giải phóng anion theo cách được kiểm soát.
Một hướng nghiên cứu khác về các chất polyme thay thế đang được thực hiện tại đại học Rhode Island nơi mà các nhà nghiên cứu đã phát triển polyme sợi kép có chứa polyanilin. Hai sợi này đan xen vào nhau giống như hình xoắn kép của ADN.
Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng hợp kim 2024-T3, và họ thấy rằng, polyme dẫn điện tạo ra sự bảo vệ tương tự như cromat trong khoảng thời gian dài, trong cả một số quy trình thử phun muối theo tiêu chuẩn công nghiệp và trong quá trình thử nghiệm tại phòng thí nghiệm. Khi polyme này được bổ sung vào lớp mạ điện và được sử dụng để bảo vệ các thân xe ôtô, nó đã làm tăng hiệu quả của lớp mạ.
Có 2 dòng polyme khác nhau được sử dụng. Dòng thứ nhất là polyme dẫn điện, polyanilin; dòng thứ hai là polyme tích điện âm, ví dụ axit polyacrylic, để làm ổn định polyanilin. Axit polyacrylic được bổ sung vào nhằm giúp cho việc phối trộn polyme với nhựa gốc để phủ kim loại.
Các polyme dùng thay thế cromat đều không chỉ có các tính năng chống ăn mòn mạnh mà chúng còn kinh tế và dễ gia công.
NGUYỄN HƯƠNG Theo Chemistry & Industry, 4/2005 vinachem
Nguồn tin : www.alinco.com.vn