Korróziógátló bevonatok előállítása

A megfelelő szerkezetű MSA-olefin kopolimerek korróziógátló hatásúak is lehet-nek. Az előző fejezetben ismertetett módon kopolimer köztitermékeket állítottam elő a krakktermékek C30+ frakciójából és megvizsgáltam, hogy belőlük előállíthatóak-e korróziógátló hatású bevonatok. Műanyagok krakkolása során keletkezett desztillációs maradékból gyökös kopolimerizációval szintetizált köztitermékekből kiindulva észter- és amidszármazékokat állítottam elő.

A köztitermékek szintetizálásához ez esetben is polietilén, polipropilén és polieti-lén-polisztirol elegyének csőreaktorban termikusan krakkolt termékeinek desztillációs maradékát használtam fel. A köztitermékeket pedig különböző szénatomszámú polialkanol-aminokkal és különböző funkciós csoportokat tartalmazó alkoholokkal rea-gáltattam (IV/5. Melléklet).

A szintetizált adalékok előzetes szelekcióját kénsavas korróziós hatásvizsgálattal is kiegészítettem, melyet a korábbi tapasztalatok alapján 5 % adaléktartalmú SN-350/A jelű alapolajos oldatokkal végeztem. Az 5%-os adalékkoncentráció azonban csupán lényegesen kisebb hatóanyagtartalomú, mivel a kiindulási polimerdegradátumok csak mintegy 30-35%-ban tartalmaztak olefineket, a maradék 65-70%-ban pedig telített ali-fás és aromás vegyületeket. A vizsgálatot 5 napig végeztem 10%-os kénsavas oldatban és a bekövetkező tömegcsökkenésből következtettem a bekövetkezett korrózióra. Az eredményeket a 4.11. Táblázatban foglaltam össze.

4.11.Táblázat

Az adalékok korróziós vizsgálata során tapasztalt tömegcsökkenés (%-ban)

Adalék 1. nap 2. nap 3. nap 4. nap 5. nap

SN-350/A adalék nélkül 2,1 2,3 5,8 6,4 7,9

KA-76 2,6 4,3 9,7 12,1 16,7

KA-73 2,9 3,2 8,6 13,5 18,0

KA-113 0,2 0,4 3,7 4,2 10,1

KA-17 1,8 6,4 6,6 8,0 14,4

KA-55 1,7 2,8 11,7 13,7 15,5

KA-52 0,2 0,3 11,0 13,1 14,8

KA-43 0,2 0,2 0,4 1,0 1,8

KA-45 0,3 0,5 3,7 6,8 10,4

A korróziós vizsgálat eredményei jól szemléltetik hogy jelentős különbségek adódtak a különböző szerkezetű adalékok hatékonyságai között. A polipropilén degra-dációs termékéből szintetizált adalékok (KA-76 és KA-73) adták a legrosszabb eredmé-nyeket. A nagy sűrűségű polietilén hulladék krakkolásával nyert C30+ frakció felhaszná-lásával előállított KA-113 és KA-17 jelű adalékok közül mindketten a vizsgálat első napján még megfelelő védőhatást mutatott, viszont a második vizsgálati naptól kezdve a KA-17 jelű adalék már rosszabbnak bizonyult. A KA-17 jelű adalék előállításánál rea-gensként glicerint, a KA-113 jelű adalék előállításánál pedig MEA-t használtam. Való-színű, hogy a glicerinnel készült adalék a két szabad hidroxilcsoport révén jobban kö-tődhetett a felülethez, mint a MEA-nal előállított és nem engedte kénsavmolekulákat a felülethez, meggátolva így a korróziót. Hasonló jelenséget figyeltem meg a KA-52 és a KA-55 jelű adalékoknál, melyek korrózógátló tulajdonságai az előzőektől is kedvezőbb-nek adódott. A polisztirol-polietilén műanyagkeverék termikus degradációja során ke-letkezett krakktermékek felhasználásával előállított adalékok kedvezőbb tulajdonságai valószínűleg a polimer szerkezetébe beépült, nagyobb szénatomszámmal jellemezhető sztirol oligomerek jobb megkötődési tulajdonságaival magyarázható. A 43 és a KA-45 jelű adalékok olyam polimereket szimbolizálnak, melyek előállítása során nem n-decén, hanem sztirol komonomert tartalmazó köztiterméket használtam fel és a termék előállításához glicerint használtam. A nagyobb glicerin mólaránnyal (1:2) szintetizált adalék a többihez képest kimagasló korróziógátló hatással rendelkezett a vizsgálati idő-szak teljes hosszában (KA-43). Míg a másik kisebb mólrányú (KA-45) adalék csak az első 2 napon tudott jelentős korrózigátló hatást kifejteni, és a 3. napon már nem tudta visszaszorítani a korrróziót. Ez kapcsolatban állhat azzal a megállapítással, mely szerint a glicerin szabad alkoholos hidroxil csoportjainak is jelentős szerepe van a korróziógátló tulajdonságokban. Ez esetben is látható, hogy a nagyobb glicerin

mólaránnyal szintetizált, tehát több szabad alkoholos hidroxil csoportokat tartalmazó, adalék lényegesen kedvezőbb tulajdonságokat mutatott, mint a másik adalék.

Az előzetes szelekció után kiválasztott adalékok hatásvizsgálatát vízgőz és sósköd kamrás korróziós hatásvizsgálatokkal végeztem. A korróziós hatásvizsgálatokra a ko-rábbi tapasztalatok alapján az előállított adalékokból 5 m/m%-os oldatot készítettem SN-350/A jelű alapolajban feloldva. Az előzőleg előkészített (zsírtalanított és homokkal fújt) lemezeket ezekbe az oldatokba mártottam be, majd 4 napos állás után – ami a le-mezekre felvitt felesleges bevonat eltávolításához és felülethez való kötődéséhez kellett – tettem be a lemezeket az előkészített kamrákba.

Ezeket a vizsgálati módszereket főleg autóiparban használatos bevonatokhoz használják, ilyen jellegű mintákat még nem vizsgáltak vele, ezért az értékelésem során önálló skálát kellett felállítanom. Az értékelést az alábbi besorolás alapján végezetem. A korrózió mértéke: 0-1% (0 pont), 1% (1 pont), 1-5% (2 pont), 5-10% (3 pont), 10-20%

(4 pont), 20-30% (5 pont), 30-40% (6 pont), 40-50% (7 pont), 50% feletti (8 pont).

Az alkalmazott %-os jelölés itt a lemezek felületén létrejött felületi korróziós borí-tottságot jelenti. Az értékelés során az éleket és a furat körüli területet nem vettem fi-gyelembe, mert a furat körül a felvitt réteg lefolyásából eredő korrózió és a szélek körül kialakuló korrózió erősebb mértékű volt. A vízgőz és sósköd kamrás eredményeket a 4.2. ábra tartalmazza.

Amint az az ábrán is látszik a minták a vízgőzös kamrában is jelentős mér-tékben tudták csökkenteni a lemezek korróziójának mér-tékét és 148 óra után a leg-rosszabb minták is mindösz-sze 3-as korróziós fokozatú-ak voltfokozatú-ak, ami azt jelenti, hogy a felületükön mindösz-sze 5-10%-os mértékben volt megfigyelhető a korró-zió. A sósköd kamrás

vizs-gálatok során a vizsgált minták 50%-a 50 óra után már elérte az 50%-os határt, ami fe-lett nem volt értelme vizsgálatnak. A polisztirol alapanyagból előállított minták

többsé-

Sósköd kamra és tartós nedvesmeleg-állandósági (vízgőz kamra) korrózió vizsgálat eredményei

ge azonban 75 órát kibírt a kamrában. Ezek az eredmények bíztatónak tűnnek a jövő szempontjából.

Az elmondottak alapján megállapítottam, hogy a hulladék műanyagok krakkolása-kor keletkezett C30+ frakciókból kiindulva lehetőség van olyan módosított polimervia-szok előállítására, melyek korróziógátló tulajdonságúak. A kiindulási anyagok összeté-tele és a kifejtett hatás közötti viszony pontos megállapítása, illetve annak optimálása azonban még további vizsgálatokat igényel. Ennek ellenére az utóbbi fejezetekben be-mutatott eredmények biztató alapjai lehetnek egy hulladékokon alapuló, jelentős érték-többlettel rendelkező termékeket előállító un. „clean” technológia kidolgozásához.

Az előbb bemutatott példák alapján igazoltam, hogy dermedéspontcsökkentő adalékok előállítására a HDPE-A jelű műanyag HDPE-A C5-C₁₇ és C₁₃-C₁₆ szénatomszám-tartománnyal jellemezhető krakkterméke bizonyult alkalmasnak. Gumi-bitumen rendszerekben alkalmazható diszpergens adalékok, illetve korróziógátló bevonatok előállítására pedig a HDPE-A és a PS jelű műanyagok 9:1 arányú keverékének 350°C feletti krakktermékeit lehetett felhasználni.