سنتز میکروکپسول‌های پلی‌آنیلین حساس به واکنش کاهش - اکسایش محتوی بازدارنده 8- هیدروکسی کوئینولین به‌منظور حفاظت پوشش‌ها در برابر خوردگی

در پژوهش حاضر میکروکپسول‌های پلی‌آنیلین به روش پلیمریزاسیون اکسیداسیونی آنیلین در مینی‌امولسیون مستقیم تهیه شدند. از 8- هیدروکسی کوئینولین (8-hq) به‌عنوان بازدارنده خوردگی در هسته میکروکپسول‌ها استفاده شد که می‌تواند به‌عنوان یک شناساگر فلورسنتی نیز عمل کند. شناسایی میکروکپسول‌های سنتز شده با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، آزمون تفرق نور پویا (dls)، طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (ftir)، آزمون توزین حرارتی (tga) و طیف‌سنجی نور مرئی- فرابنفش (uv-vis) انجام شد. بررسی کیفی رفتار مقاومت به خوردگی پوشش‌های حاوی میکروکپسول با استفاده از آزمون مه نمکی انجام شد. تصاویر fe-sem برای بررسی سطح میکروکپسول‌ها مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به تصاویر، شکل ظاهری میکروکپسول‌ها در حضور و عدم حضور 8-hq تفاوت چندانی ندارند و میکروکپسول‌های سنتز شده، کروی شکل و با اندازه 5-0/6 میکرومتر هستند. نتایج آزمون dls، نشان داد که میکروکپسول‌های تهیه شده تک پراکنشی هستند و توزیع اندازه ذرات باریکی را دارند. ساختار شیمیایی میکروکپسول‌ها با استفاده از آزمون ftir مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون tga، شکل‌گیری میکروکپسول‌های پلی‌آنیلین را تایید کرد. نتایج آزمون uv-vis نشان داد که میکروکپسول‌های پلی‌آنیلین به عوامل کاهنده و اکسنده حساس هستند و با انجام واکنش‌های کاهش- اکسایش رهایش می‌یابند. از آنجا که میکروکپسول‌های pani می‌توانند پاسخ کاهش- اکسایشی در برابر محرک‌های الکتریکی یا شیمیایی نشان دهند، این ذرات انتخاب مناسبی برای کاربردهای ضد خوردگی و خودترمیم شوندگی در سامانه‌های فلزی هستند. نتایج آزمون مه نمکی نشان داد که پوشش اپوکسی حاوی 5 درصد وزنی میکروکپسول، مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به پوشش اپوکسی دارد.

synthesis of redox- responsive polyaniline microcapsules containing 8-hydroxyquinoline for corrosion protection of coatings

in this work, polyaniline (pani) microcapsules were successfully synthesized by the oxidative polymerization in the direct mini-emulsion method. 8-hydroxyquinoline (8-hq) was used as a corrosion inhibitor in the core of microcapsules, which can also act as a fluorescent indicator. the synthesized microcapsules were characterized by field emission scanning electron microscopy (fe-sem), dynamic light scattering (dls), fourier transform infrared spectroscopy (ftir), thermal gravimetric analysis (tga) and ultraviolet-visible spectroscopy (uv–vis) techniques. the qualitative study of the corrosion resistance behavior of coatings containing microcapsules was performed using the salt spray test. the fe-sem images were used to study the morphology of the surface of the microcapsules. according to fe-sem images, the microcapsules with and without 8-hq were almost identical in appearance, and the diameter of the spherical microcapsules was approximately 0.6-5 µm. the results of the dls showed that the synthesized microcapsules are monodisperse and have a narrow distribution of particle size. the chemical structure of the microcapsules was investigated using ftir spectroscopy. the results of the tga analysis confirmed the formation of polyaniline microcapsules. the uv–vis spectroscopy showed that polyaniline microcapsules are sensitive to reducing and oxidizing agents and are released by reduction-oxidation reactions. since pani microcapsules can exhibit an oxidation-reduction response to electrical or chemical stimuli, these particles could be an appropriate choice to be used in anti-corrosion and self-healing applications in metallic systems. the results of the salt spray test showed that the epoxy coating containing 5 wt.% of the microcapsules, has better corrosion resistance than the epoxy.