تحقیق الکترو دی پوزیشن

انواع الکترو دی پوزیشن

اساس فرایند الکترو دی پوزیشن برپایه مهاجرت پلیمر در محلول آبی به طرف الکترود با بار مخالف است لذا می توان انتظار داشت که دو نوع الکترو دی پوزیشن وجود داشته باشد اگر پلیمر موجود در حمام به طرف الکترود با بار مثبت (آند ) حرکت کند سیستم  الکترو دی پوزیشن آندی  و اگر پلیمر باردار به سمت الکترود منفی (کاتد) حرکت کند سیستم الکترو دی پوزیشن کاتدی خواهیم داشت . بدیهی است در الکترو دی پوزیشن آندی پلیمر حاوی بار منفی (مثل ROCC- )و در الکترو دی پوزیشن کاتدی پلیمر حاوی بار مثبت (مثلR3NH+) خواهد بود .

به لحاظ ساده تر بودن ماهیت شیمیایی رزین های مصرفی در سیستم الکترو دی پوزیشن آندی ابتدا این روش توسط صاحبان صنایع پذیرفته شد . ولی ظهور خوردگی بر روی قطعاتی که حتی با الکترو دی پوزیشن آندی نیز روکش دهی شده بودند.

محققین را بر آن داشت تا مواد اولیه مورد نیاز را برای سیستمهای کاتدی را بسازند در واقع پدیده خوردگی در صنایع اتومبیل آمریکا و ژاپن طی سالهای 80-1978 سبب ورود سیستم الکترودی دی پوزیشن کاتدی به عرصه صنعت شد . جدول زیر تاریخچه دو سیستم را نشان می دهد :

همان طور که ملاحظه می شود تا اواسط دهه کلیه مورد استفاده در صنعت اتومبیل از نوع آندی بوده اند زیرا تکنولوژی رزین های این نوع به راحتی در دسترس بوده و نیازهای صنعتی آن را برآورده می کرده است  شیمی این رزین ها شامل روغن های مالئینه ، پلیمرهای پلی استری ، اپوکسی استر یا پلی بوتا دین همراه با پیگمت های ضد خوردگی ویژه بوده است . با این وجود در اواخر دهه 1970 تقاضا برای روکشی با خواص ضد خوردگی بهتر منجر به ارائه سیستم کاتدی توسط شرکت PPG شد و این سیستم به سرعت بعنوان یک روش بی نظیر جایگزین کامل نوع آندی طی یک مدت زمان کوتاه شد که دلایل اصلی ذیل را می توان برای آن نام برد :

 1-بهبود قابل توجه ( 3 تا 4 برابر ) از نظر خواص ضد خوردگی روی سطوح استیلی که بخوبی فسفاته نشده اند بخصوص در فیلمهای نازک 5-10 میکرو که اغلب نقاط دور از دسترس موتور اتومبیل ( مثل گوشه ها ، اتصالات ، سوراخها و .....) وجود دارد .

2- قدرت ترابری ( نفوذ ) خیلی بهتر بخصوص در نقاط خاص فوق .مقاومت بهتر در برابر صابونی شدن ( تخریب فیلم ، از بین رفتن چسبندگی ) در محلهای تماس فلزات غیر یکسان در خودرو ( آهن / روی )

3-کاهش از بین رفتن روکشهای تبدیلی طی عمل نشست ( فسفات آهن / روی ) بدلیل چسبندگی و مقامت بهتر در برابر خوردگی

4-کاهش از بین رفتن شیمیایی بهتر که بدلیل کار کردن در PH های کمتر از 7 بوده و مشکل اساسی سیستمهای آندیک شامل اکسیداسیون پلیمر ، هیدرولیز و حمله باکتریایی را حذف می کند

روند تکامل آستریهای الکترو دی پوزیشن

الکترو دی پوزیشن آندی

در طی عمر نسبتاً کوتاه الکترو دی پوزیشن آندی در محدوده 77- 1965 سه توسعه مهم به شرح زیر وجود داشته است :

1-درک این مطلب که پلیمرهای پلی بوتا دین و نوع اپوکسی یهترین خواص را حاصل میکنند

2-اهمیت روکشهای تبدیلی ( فسفاته روی / آهن ) ترکیب شیمیایی مورفولوژی و وزن فیلم بر کارایی الکترو دی پوزیشن

3-کنترل ثوابت حمام توسط غشاهای تعویض یونی

نسل اول (1970–1965) : روغنهای مالئینه توسط پلیمریزاسیون اکسیداسیون 170-180 درجه سانتی گراد پخت می شدند حساسیت به حمله باکتریها ، مقاومت ضعیف صابونی شدن در تماس با فلزات غیر مشابه . کارایی خوردگی ناکافی در فیلمهای نازک (5 میکرون ) بخصوص وقتی زیر آیندها  بخوبی فسفاته روی نشده باشد جریان پذیری زیاد درگوشه ها

نسل دوم ( 1977-1970 ) : استرهای اپوکسی مالئینه و رزینهای بوتا دین استایرن مالئینه با پیگمنت های ضد خوردگی بهبود یافته و مقاوم نسبت به حمله باکتریها . بهبود قابل توجه در کلیه خواص نسل اول ولی ناکافی برای پاسخگویی به نیازهای صنعت اتومبیل .

الکترو دی پوزیشن

نسل اول (1977-1975) : شاخه ی اصلی نوع اپوکسی شبکه ای شده با دی ایزو سیاناتهای آروماتیک ( مانند تولوئن دی ایزو سیانات ) با ضخامت فیلم کم (20-15 میکرون ). دمای پخت بالا ( 180-170 درجه سانتیگراد ) با انتشار حلالهای آلی زیاد در محیط و محصولات تجزیه ی فیلم . فیلمهای صاف و مقاوم در برابر خوردگی و متمایل به جریان یافتن از گوشه های تیز . توسعه قابل توجه در پایداری حمام ، صابونی شدن و خواص مکانیکی نسبت به نسل دوم آستریهای الکترو دی پوزیشن آندی

نسل دوم (1980-1978 ) : بهبود در کاهش مقدار انتشار حلالهای آلی تا سقف 50-70 درصد

نسل سوم ( 1982-1980 ) : حرکت اصلی جهت دستیابی به فیلمهای با ضخامت بالا       (30-22 میکرون ) و جلوه و کارایی بهتر بوده است . بهبود صافی فیلم رفع عیب روکشهای تبدیلی و زیر آیندها . کاهش بیشتر انتشار حلال و دمای پخت (160-150 درجه سانتیگراد ) . قدرت ترابری بهتر

نسل چهارم (1991-1987 ) : بهبود قابل توجه نسل سوم به شرح زیر است

- مقاومت خوردگی گوشه ها و نواحی آسیب دیده

مقاومت در برابر ضربات سنگ ریزه

-

-

-

-

-

-

نسل آینده ( بعد از 1990 )

بهبود قابل توجه در حفاظت در گوشه ها توام با جریان پذیری خیلی خوب و ضخامت بالا  ( 45-30 میکرون )

کاهش سمیت با حذف پیگمنت های سمی و مواد فرار

کاهش ضایعات

دمای پخت کمتر در محدوده 150-130 درجه سانتیگراد

بهبود کارایی عملیاتی ، سودمندی بهتر ، کاهش ولتاژ ، مخازن کوچکتر ، خطوط سریعتر

تولید با توجه به مزایای سیستم کاتدی نسبت به آندی در این طرح تهیه و بررسی سیستمهای کاتدی مورد توجه قرار گرفته است . لذا از بررسی واکنشهای و سایر موارد مربوط به سیستمهای آندی در این طرح صرف نظر و به سیستمهای کاتدی بسنده شود .

واکنش های کاتدی

در سیستم کاتدی ماده ی تشکیل دهنده فیلم یک آمین – آداکت بازی است که از طریق خنثی سازی با اسیدلاکتیک و اسید استیک در آب خنثی شده است ( محلول شده است )

محلول کردن تشکیل دهنده فیلم