Антикоррозионные композиции на основе полиуретана с наполнителями из углеродных нанотрубок, оксидов железа и алюминия для защиты металлических поверхностей

  • Владимир Иванович Сусляев Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, г. Томск, Россия
  • Владислав Александрович Дебелов Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, г. Томск, Россия
  • Юрий Алексеевич Власов Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, г. Томск, Россия
  • Наталья Николаевна Дебелова Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, г. Томск, Россия
  • Кирилл Валерьевич Дорожкин Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, г. Томск, Россия
  • Александр Владимирович Бадьин Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, г. Томск, Россия

Аннотация

Рассмотрены гидрофобные свойства композиционных материалов на основе полиуретана с наполнителями из углеродных нанотрубок, оксидов железа и алюминия. Представлены данные о скорости коррозии стали марки Ст09Г2С, покрытой слоем композитов толщиной 0,5 мм, в водных растворах солей хлорида, сульфата и карбоната натрия. Показано, что наиболее эффективным является состав, включающий полимер с наполнителем из мелкодисперсного оксида железа(III). Приведены результаты экспериментальных исследований зависимости спектров электромагнитного отклика, а именно коэффициентов отражения, прохождения и поглощения плоских образцов анализируемых материалов. Антикоррозионные свойства предложенных композитов проверены путем сравнения электромагнитного отклика от сухих и погруженных в воду образцов с применением метода времяимпульсной терагерцевой спектроскопии (THz-TDS) в диапазоне частот 0,1–1,6 ТГц на спектрометре реального времени Т-SPEC-1000 (Teravil, Литва). Установлено, что значения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь позволяют определить граничные условия, в которых полимерные композиционные материалы можно эффективно использовать в качестве антикоррозионных покрытий на металлической поверхности.

Биографии авторов

Владимир Иванович Сусляев, Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, г. Томск, Россия

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета

Владислав Александрович Дебелов, Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, г. Томск, Россия

ассистент кафедры автомобильного транспорта и электротехники механико-технологического факультета

Юрий Алексеевич Власов , Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, г. Томск, Россия

доктор технических наук, профессор; декан механико-технологического факультета

Наталья Николаевна Дебелова, Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, г. Томск, Россия

кандидат технических наук; доцент кафедры экономики, организации, управления строительством и жилищно-коммунальным комплексом Института кадастра, экономики и инженерных систем в строительстве

Кирилл Валерьевич Дорожкин, Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, г. Томск, Россия

младший научный сотрудник лаборатории терагерцевых исследований

Александр Владимирович Бадьин, Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, г. Томск, Россия

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета

Литература

  1. Negmatov S, Kuchkorov U, Abed N, Negmatova K, Sultanov S, Bozorboev S, et al. Research and development of effective compositions of anti-corrosion composite polymer materials and coatings. Universum: tekhnicheskie nauki [Internet]. 2023 [cited 2024 July 17];3(5):52–58. Available from: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15158. EDN: ICKUDR.
  2. Babakhanova MG, Negmatova KS, Sultonov SU, Babakhanovа MA, Ahmedova DU. Investigation of the influence of fillers on the adhesive properties of composite polymer coatings. Thematics Journal of Chemistry. 2022;6(1):12–16.
  3. Хакимов Р, Ибрагимов Б, Айрапетов Д. Возможность снижения шума и вибрации транспортно-технологических машин путем нанесения многофункционального антикоррозионного покрытия. Общество и инновации. 2022;3(6/S):188–194. DOI: 10.47689/2181-1415-vol3-iss6/S-pp188-194.
  4. Ramesh M, Rajeshkumar LN, Srinivasan N, Kumar DV, Balaji D. Influence of filler material on properties of fiber-reinforced polymer composites: a review. e-Polymers. 2022;22:898–916. DOI: 10.1515/epoly-2022-0080.
  5. Wang Y, Xu G, Yu H, Hu C, Yan X, Guo T, et al. Comparison of anti-corrosion properties of polyurethane based composite coatings with low infrared emissivity. Applied Surface Science. 2011;257(10):4743–4748. DOI: 10.1016/j.apsusc.2010.12.152.
  6. Зиновьев ВМ, Зрайченко ЛИ, Горшкова ЛМ. Полиуретановые и эпоксиуретановые покрытия для антикоррозионной защиты металлических конструкций. Инновации. 2014;6:118–120. EDN: TLODAR.
  7. Ирле К, Райер Р, Рошу Р, Штингль Т, Буланов МН. Высокоэффективные водно-дисперсионные полиуретановые ЛКМ для защиты стальных поверхностей. Лакокрасочные материалы и их применение. 2011;10:43–45. EDN: RBPGUZ.
  8. Adamu AA, Muhamad Sarih N, Gan SN. Thermal and anticorrosion properties of polyurethane coatings derived from recycled polyethylene terephthalate and palm olein-based polyols. Royal Society Open Science. 2021;8(4):201087. DOI: 10.1098/rsos.201087.
  9. Дебелова НН, Власов ЮА, Фукс ВР, Крючков ЕН, Исаенко ПВ, Дебелов ВА. Коррозионная защита кузова автомобиля. Флагман науки. 2023;8:240–248. EDN: SMPXYF.
  10. Гусева ЕН. Полиуретановые покрытия на основе нанокомпозитов с аллотропными модификациями углерода [диссертация]. Санкт-Петербург: [б. и.]; 2020. 219 с.
  11. Розенфельд ИЛ, Рубинштейн ФИ. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. Москва: Химия; 1980. 200 с. (Надежность и качество).
  12. Чухланов ВЮ, Селиванов ОГ. Диэлектрические свойства герметизирующей композиции на основе эпоксидиановой смолы, модифицированной полиметилфенилсилоксаном, в сантиметровом СВЧ-радиодиапазоне. Клеи. Герметики. Технологии. 2015;3:6–10. EDN: TKUAOL.
  13. Пичугин АП, редактор. Эффективные методологии и технологии управления качеством строительных материалов. Сборник научных трудов по материалам Национальной научно-технической конференции с международным участием; 16–19 февраля 2021 г.; Новосибирск, Россия. Новосибирск: [б. и.]; 2021. 237 с.
  14. Малиновская ТД, Сусляев ВИ, Журавлев ВА, Мелентьев СВ, Коровин ЕЮ, Дорожкин КВ и др. Электромагнитные характеристики композиционных покрытий с ITO-наполнителем. Известия высших учебных заведений. Физика. 2016;59(9):168–169. EDN: WMCELD.
  15. Yahyapour M, Jahn A, Dutzi K, Puppe T, Leisching P, Schmauss B, et al. Fastest thickness measurements with a terahertz time-domain system based on electronically controlled optical sampling. Applied Sciences. 2019;9(7):1283. DOI: 10.3390/app9071283.
  16. Jahed NMS, Saeedkia D. Terahertz-thickness measurement applies itself to paint and coatings. Photonics Spectra [Internet]. 2020 [cited 2024 July 17];54(11):50–52. Available from: https://www.photonics.com/articles/terahertz-thickness_measurement_applies_ itself_to/a66316/.
  17. Dorozhkin KV, Dunaevsky GE, Sarkisov SYu, Suslyaev VI, Tolbanov OP, Zhuravlev VA, et al. Terahertz dielectric properties of multiwalled carbon nanotube/polyethylene composites. Materials Research Express. 2017;4(10):106201. DOI: 10.1088/2053-1591/ aa8f06.
Опубликован
2025-01-27
Ключевые слова: антикоррозионная защита, композиты, полиуретан, оксид железа, оксид алюминия, углеродные нанотрубки
Как цитировать
Сусляев, В. И., Дебелов, В. А., Власов , Ю. А., Дебелова, Н. Н., Дорожкин, К. В., & Бадьин, А. В. (2025). Антикоррозионные композиции на основе полиуретана с наполнителями из углеродных нанотрубок, оксидов железа и алюминия для защиты металлических поверхностей. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 57-65. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/6796
Выпуск
№ 1 (2025): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика СВЧ-излучения

Copyright (c) 2025 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).