1. Grafen Teknolojisi Epoksi Kaplamaların Performansını Artırıyor
   Çelik yüzeylerde korozyondan korunmak için geleneksel çinko yerine grafen ile formüle edilmiş epoksi reçine esaslı kaplamalar kullanıldığında  test sonuçları daha yüksek korozyon direnci, artan mekanik mukavemet ve daha iyi aşınma direnci göstermiştir.Talga Resources’ın (Batı Perth, Batı Avustralya, Avustralya) genel müdürü Mark Thompson, şirketin markalı grafeni Talffene’nin, referans epoksilere ve ticari çinko açısından zengin epoksilere karşı test edildiğinde üstün sonuçlar verdiğini söylüyor.

   Thompson, çoğu büyük hacimli çelik korozyon önleyici kaplamanın epoksilerden yapıldığını bu yüzden ilk önce hedeflerinin bunlar olduğunu söyledi. Deniz kaplamaları da bu maddelerden olumlu etkilenebilir. Daha sonra da kompozit karbon elyaf reçineleri bu sıralamayı takip edecek dedi.

   Şimdiye kadar  testlerde, şirket birkaç katmanlı grafen ve grafen nanoplateletüsünün formüle edilmiş bir dağılımını kullandı ve deniz tabakalarında yaygın olarak kullanılan iki taraflı bir epoksi reçinesine karıştırıldı.

   Thompson, “Çinko gibi mevcut aktif maddeleri daha düşük toksik olmayan grafen seçenekleriyle değiştirerek, çelik altyapısının uygulama, çevre ve bakım maliyetleri azaltılabilir. Zaman içinde, epokside kullanılan  çinko yerine geçilebileceğini düşünüyoruz.” diyor.

   Grafenin Faydaları
   Grafen, elmas ve grafitte olduğu gibi karbon atomlarının farklı dizilişleri sonucunda oluşan bir karbon allotropudur. Grafen; 21.yy’ın en ilgi çekici materyali olarak gösterilir. Öyle ki bu materyal çelikten 200 kat daha kuvvetlidir. Ayrıca grafen elde edilebilen en ince nesne olma özelliğini de sahiptir.

   Thompson’a göre  grafen, yüksek mukavemet / ağırlık oranı, geçirimsizlik ve kimyasal inertlik gibi istenen nitelikleri sunmaktadır. Bu özelliklerin, korozyon önlemlerinde bir katkı maddesi olarak kullanıldığında daha çevre dostu polimer matrislere neden olduğu gösterilmiştir. Grafenin alt katmana bağlı olarak hem anodik hem de katodik koruma (CP) gibi pasifizasyon reaksiyonları sağlamak için yüksek en / boy oranı ve işlevselleştirilmesi de dahil olmak üzere birçok avantajı olduğu belirtildi.

   Thompson, “Bu doğru yapıldığı takdirde güçlü bir antikorozyon parçasıdır” diyor. “Reçine sistemi ve altta yatan metal alt tabaka ile kimyasal olarak bağlanabilmesi için kimyaya dair tam bir bilgiye ihtiyaç vardır. Grafeni düzgün bir şekilde işlevselleştirmeniz gerekiyor. Grafenin pasifleştirilme etkisinin temelleri tam olarak anlaşılamamıştır, ancak grafenin elektronları substrattan  kaplamanın içine aldığı, böylece elektron etkileşimini azaltıldığı varsayılmıştır “diyerek, pasivasyon potansiyelini belirtti. “Ancak substrata bağlı olarak ayarlanabilir bir etki olarak görünüyor” diye ekliyor katodik korumaya atıfta bulunarak.

   Bu yolla, grafen ile zenginleştirilen epoksiler, çeşitli koşulların alt katmanlarında kullanılabilecek esnekliğe sahip olmak suretiyle çok yönlülük sağlayabilirler.

   Geliştirilmiş Dağılım
   Thompson, şirketinin parçacıkların epoksitlere çok daha homojen bir biçimde dağıtılması için patent başvurusu yapılmakta olan yeni bir yöntemle bir rota bulduğunu belirtti.

   Thompson, “Teknolojimiz hem formülasyon hem de daha da önemlisi, etkinliğini en üst düzeye çıkarmak için epolene grafenin dahil edilmesi yöntemiyle ilgilidir” diyor Thompson. İngiltere merkezli en üst düzey teknoloji sorumlusu Siva Bohm tarafından yönetilen Cambridge şirketinin liderliğindeki şirket, yeni dağılım yönteminin, geçmişte grafenin homojenlik sorunlarından da etkilenen epoksilerin yanı sıra lif takviyeli polimer kompozitler de dahil olmak üzere diğer sistemlere de uygulanabileceğine inanıyor.

   Thompson, “Gecikmiş grafen dağılımları uzun bir süre sorun yarattı. Bu viskozitelerde çok iyi dağılma olmaz ve iyileştirme zamanı reaksiyonları da etkili bir faktördür. Fiziksel parçacıkların, işlenebilirlik değişikliklerini en aza indirirken bir nanoküreyle homojen olarak dağıtılmasını sağlamak için bu engel olmuştur. Bunun oyun değiştirici olduğunu düşünüyoruz.” diyor.

   Korozyon Testi Sonuçları
   Korozyon direnç özelliklerini test etmek için Thompson ekibi , temel matris olarak bisfenol A (BPA) (C 15 H 16 O 2 ) kullanan bir epoksi reçine sistemi kullandı . Çeşitli konsantrasyonlarda grafen içeren formülasyonlar taban matrisi ile birleştirildi ve performans testi için standart yumuşak çelik panellere uygulandı. Çekme özelliklerini değerlendirmek için her bir formülasyonun serbest bir filmi yapılmıştır.

1. Değerlendirilmiş kaplama testleri, ticari olarak çinko açısından zengin epoksi astar ile karşılaştırıldığında, grafen eklenmiş epoksi kaplamalar kullanılarak üstün korozyon koruması sağladığını tespit etti.Bu arada, ASTM G59¹ standardında belirtildiği gibi, elektrokimyasal impedans spektroskopisi, lineer polarizasyon ve tuz spreyini kullanan elektrokimyasal testlerden oluşan, korozyon değerlendirmesi için kontrol değişken olarak hacimce % 75 çinko ile piyasada bulunan çinko bakımından zengin epoksi astar kullanıldı.

   Thompson, “Tuz spreyi testinin ilk 500 saatinde, grafen ile güçlendirilmiş birimin neredeyse sıfır korozyonu var” diyor. “Ölçütlerden biri elektrokimyasal değerlendirmeydi ve çinko bakımından zengin kaplamalarla karşılaştırıldığında altta yatan çeliğin korozyon oranının iki büyüklükte de bir azalma olduğunu” belirtti.

   ASTM D4060² standardında test edilen kaplamanın aşınma direnci , kontrol kaplamalarına göre % 80 oranında iyileşmiştir. Benzer şekilde, serbest filmi test ederken gerilme mukavemetinde % 160’lık, uzamada ise % 95’lik bir artış görüldü.

   Thompson, şirketinin hangi grafen hacmi formülasyonunun bu rakamlara ulaştığını henüz açıklamayacağını ve projenin gelişme aşamasında olduğunu belirtti. Bununla birlikte, hacimce % 1 grafen eklenmesiyle bile “önemli bir etki” sağlandığını söyledi.

   “Genel korozyon hızında büyük bir azalma var” diyen Thompson, grafen kullanıldığında genel hacim gereksinimlerini azaltarak çinko bakımından zengin kaplamaların kalınlığının düşürülebileceğini de sözlerine ekledi.

   Sonraki adımlar
   Şirket, son dönemde teknolojiyi daha da geliştirmek ve doğrulamak için bağımsız malzemeler ve araştırma grubu The Welding Institute (TWI) (Cambridge, Birleşik Krallık) ile bir ürün geliştirme anlaşmasına girdiğini açıkladı.

   Thompson, “Onlar gerçekten saygı gören bir malzeme geliştirme enstitüsü ve performans aralığını artırmak amacıyla bulduklarımızın dış doğrulamasını sağlamak için onlarla birlikte çalışıyoruz. Bu olgunlaştıktan ve bize sanayi için daha fazla veri verdikten sonra BASF’ın kaplama iştiraki olan Chemetall [Frankfurt, Almanya] ile halihazırda grafenle zenginleştirilmiş metal ön işlemleri üzerinde olduğu gibi, kaplama endüstrisi ortaklarını aramaktayız. ” diyor.

   Bu arada, şirket kendi laboratuvarlarında, araştırmanın bir sonraki aşaması olan grafen katkı teknolojisinin, epoksilere ek olarak diğer kompozit reçine sistemlerine başarıyla uygulanıp uygulanamayacağını araştırıyor.

   Thompson, “Bazı laboratuvar çalışmalarımızda, diğer sistemlerin benzer şekilde cevap vereceği endikasyonları var. Diğerleri bu aşamada kavramsaldır. Ancak, bunun bir süre sonra genişleyeceğine inanmak için iyi bir neden var. “dedi.

1. STM Coatech, SSPC PCI (Uluslararası Kaplama Enspektörlüğü) ve Corrodere (MPI Group England) Türkiye, Romanya, Ukrayna, Gürcistan, Rusya, Azerbaycan, Turkmenistan, Kazakistan, Irak, Katar, Kuveyt, Umman, Sudan ve Cezayir resmi lisansörüdür.Ayrıca Türkiye başta olmak üzere yukarıda bahsetmiş olduğumuz ülkelerin yetkili sınav merkezidir. Corrodere Enspeksiyon Kursları aşağıda sıralanmıştır.

   1.Icorr Level 1
   2.Icorr Level 2
   3.Icorr Level 3
   4.IMO PSPC
   5.Corrodere Hot Galvanizing
   6.Corrodere Insulation Inspector
   7.Practical Workshop Icorr 1,2,3
   8.Corrodere Marine & Offshore Inspector
   9.Transition to Icorr

   Referanslar:

   1. Materials Performance, Study: Graphene Technology Boosts Performance of Epoxy Coatings, Erişim tarihi: 26 Şubat 2018, http://www.materialsperformance.com/articles/cathodic-protection/2018/01/study-graphene-technology-boosts-performance-of-epoxy-coatings
   2. ASTM G59 (2014), “Standard Test Method for Conducting Potentiodynamic Polarization Resistance Measurements” (West Conshohocken, PA: ASTM, 2014).
   3.  ASTM D4060 (2014), “Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser” (West Conshohocken, PA: ASTM, 2014).