ارزيابي پارامتر هاي پوشش تبديلي سريومي بر خواص استحكام و چسبندگي چسب هاي اپوكسي بهينه شده با الاستومر هاي بوتادين و ذرات گرافن اكسايد

Evaluation of Cerium conversion Coating Parameters on Strength and Adhesion Properties of Optimized Epoxy Adhesives containing Butadiene Elastomers and Graphene Oxide Particles

استحكام پايين چسب هاي اپوكسي و همچنين عدم چسبندگي آن ها به سطوح آلومينيومي استفاده از اين رزين را در برخي كاربردهاي خاص از جمله صنايع هوايي با چالش جدي مواجه كرده است. به منظور بهبود استحكام كششي از دو نوع اصلاح كننده لاستيكي اكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS) و متاكريلات بوتادين استايرن (MBS) استفاده شد، به بهترين نمونه حاصل ذرات اكسيد گرافن (GO) به ميزان يك و دو درصد اضافه شده و در نهايت بهترين نمونه حاصل به لحاظ فيزيكي و مكانيكي انتخاب شد، در ادامه به منظور چسبندگي بهتر كامپوزيت اپوكسي به آلياژ آلومينيم AA2024-T3 ، از پوشش تبديلي سريمي در شرايط بهينه استفاده شد . نتايج حاصل از آزمون طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي و منحني پلاريزاسيون نشان داد كه پوشش تبديلي سريم در غلظت 20 گرم بر ليتر سريم نيترات، pH برابر 3/5 و زمان غوطه وري 15 دقيقه به دليل تشكيل پوشش يكنواخت بر روي سطح بالاترين ميزان مقاومت به خوردگي و چسبندگي را ايجاد كرده است، هم چنين، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني تشكيل پوشش تبديلي سريم به صورت يكنواخت بر روي سطح نمونه را نشان مي دهد. نتايج حاصل از آزمون تنش-كرنش نيز نشان داد كه استحكام كششي نمونه ي حاوي 4 درصد ABS به ميزان 70 درصد افزايش داشته و با افزودن 1 درصد GO به آلياژ، استحكام آن 47 درصد افزايش پيدا مي كند. همچنين افزايش 114 درصدي چسبندگي در حضور پوشش هاي تبديلي نسبت به نمونه هاي بدون پوشش در آزمون استحكام برشي مشاهده شد. آزمون چسبندگي نيز افزايش قابل توجه استحكام چسبندگي را در حضور پوشش هاي تبديلي سريمي نشان مي دهد.

The low strength of epoxy adhesives as well as their non-adhesion to aluminum surfaces have posed a serious challenge to the use of this resin in some special applications, including the aerospace industry. In order to improve tensile strength, two types of rubber acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and methacrylate butadiene styrene (MBS) rubber modifiers were used. In order to better adherence of epoxy composites to the aluminum alloy AA2024-T3, the cerium conversion coating was used in optimal conditions. The results of electrochemical impedance spectroscopy and polarization curve showed that the obtained cerium conversion coating at 20 g / l cerium nitrate concentration, pH of 3.5, and 15 min of immersion time, has provided a uniform coating on the surface with the highest corrosion resistance and adhesion properties. Besides, the images of field emission scanning electron microscopy showed the formation of uniform cerium conversion coatings on the sample surface. The results of the stress-strain experiment showed that the addition of 4% of ABS and 1% of GO increased the tensile strength of up to 70% and 47%, respectively. Using conversion coatings resulted in a 60% increase of adhesion properties in the lap shear test. The pull-off test also proved a significant rise in adhesion strength due to the presence of conversion coatings.