مبدلهای حرارتی نقش بسیار مهمی در پالایشگاههای پتروشیمی بازی میکنند و از آنجا که مرتباً در معرض شرایط سخت قرار دارند و نگهداری آنها هزینهبر است، محافظت از خوردگی آنها حائز اهمیت میباشد. چراکه مبدلهای حرارتی مورد استفاده در صنایع پتروشیمی که معمولاً از جنس فولاد کم کربن ساخته می‌شوند، بسیار مستعد خوردگی و نیازمند تعویض مکرر هستند. همچنین استفاده از آلیاژهای نیکل و فولاد ضد زنگ هم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبوده و به همین دلیل، استقاده از پوششهای ضدخوردگی مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات پژوهشگران تا به حال پوششهای ضدزنگ زیادی را برای این مبدلها فراهم کرده است، اما همگی آنها سیستمهای دوجزئی بوده که برای پخت به یک عامل پخت نیاز دارند. بنابراین تا به حال پوشش ضدخوردگی خودپخت‌شونده‌ای برای مبدلهای حرارتی گزارش نشده است. از طرفی پوششهای حاصل از رزین‌های یک جزئی خودپخت‌شونده اپوکسی که مقاومت خوردگی خوبی هم دارند، بخاطر زمان ماند بالا و در دسترس بودن و عدم نیاز به عامل پخت که منجر به ایجاد غیریکنواختی و نقایص میشود، بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند.
هدف از این تحقیق، آماده سازی رزینی گرماسخت با زمان ماند بالا برای جلوگیری از خوردگی مبدلهای حرارتی است. ابتدا رزین اپوکسی بیسفنول A با درصدهای مختلف از رزین اپوکسی (EP) و کلات تیتانیوم (SG) سنتز میشود. این رزین حاوی عواملی است که تنها با اعمال حرارت قادر به پخت بوده و در این حین رفتار و مکانیزم پلیمریزاسیون با روشهای FTIR و NMR و GPC تحت نظر گرفته شده است.
علاوه بر این، انبارداری رزین EP-SG توسط اندازهگیری ویسکوزیته سینماتیک محلول مطالعه و خواص حرارتی، فیزیکی و شیمیایی پوششهای پخت شده EP-SG با تکنیک‌های مختلفی بررسی شد.
برای تهیه نمونهها، پس از انجام پلیمریزاسیون، دو رزین در دمای اتاق (R) و در ۸۰ درجه سانتیگراد (H) تهیه شد. از این رزین‌ها نمونههایی با درصدهای مختلف SG تهیه شد، ۵، ۱۵، ۳۰ و ۵۰%. نمونههای پخت شده هم بعد از اعمال بر ورقههای آهن گالوانیزه، در دمای ۱۶۰درجه سانتیگراد به مدت ۲ساعت خشک شدند.
نتایج حاصل از FTIR و NMR نشان میدهد که رزین اپوکسی و گروه ایزوپروپکسی در ساختار SG در پلیمریزاسیون شرکت کردهاند و میزان SG در محلول بر طیف این آزمایشها تاثیرگذار بوده است. از طریق GPC وزن مولکولی نمونهها با درصد SG ۱۵% اندازهگیری شد. وزن مولکولی نمونه R از نمونه H کمتر به دست آمد و توزیع وزن مولکولی نمونه R از نمونه H پهنتر دیده شد. این امر گویای واکنش بهتر EP و SG در دمای ۸۰ درجه است. در دمای بالا (حدود ۱۶۰ درجه سانتیگراد) باندهای کلات میشکند و گروههای فعال جدیدی تولید میشود که در مجاورت گروههای هیدروکسی و اپوکسی، باعث پخت رزین EP-SG میشود.
هرچه ویسکوزیته رزین بیشتر باشد، رزین زودتر شروع به پخت کرده و دیگر قابل استفاده نخواهد بود. با مقایسه نمونههای Rو H ۱۵% مشاهده شد که ویسکوزیته رزین H کمتر و در نتیجه پایدارتر است و میتواند در دمای محیط به مدت یک سال انبار شود.
با استفاده از آزمون DSC دمای تخریب EP-SG پخت شده حدود ۳۳۵ درجه اندازهگیری شد که نشان دهنده مقاومت حرارتی خوب نمونه است. برای تعیین مقاومت به آب، پوششها در آب جوش خالص و آب جوش دریا قرار داده شدند و بعد از ۲ هفته تغییری در آنها مشاهده نشد. همچنین مقاومت شیمیایی آنها با غوطه ور کردن آنها در حلال‌های متفاوت بررسی شد. بعد از ۶ ماه از غوطه‌وری هیچ اثری از ترک، تاول، تغییر رنگ و یا دیگر نشانه‌های حمله حلال در هیچ کدام از فیلمها دیده نشد که درنتیجه، این ماده از مقاومت شیمیایی بالایی برخوردار است. در نهایت میتوان گفت که از این فیلمها میتوان به عنوان بایندر در پوششهای ضد خوردگی برای مبدلهای حرارتی بهره برد.
