Optimization of Hybrid Modified Epoxy Nanocomposite Coatings via ‎Response Surface Methodology (RSM) for Maximizing Corrosion ‎Resistance

الملخص

تتناول هذه الدراسة التحسين المنهجي لطلاءات الإيبوكسي النانوية المركبة الهجينة المعززة بجسيمات أكسيد الزنك النانوية المعدلة وظيفياً  وصفائح أكسيد الجرافين  بهدف تحقيق أعلى مقاومة للتآكل على ركائز الفولاذ المدرفل على البارد. ولتحقيق أهداف الدراسة، تم استخدام تصميم بوكس–بنكين (Box–Behnken Design) بثلاثة عوامل وثلاثة مستويات ضمن منهجية سطح الاستجابة (RSM) لتقييم تأثير تركيز أكسيد الزنك المعدل وظيفياً، وتركيز أكسيد الجرافين، ودرجة حرارة المعالجة الحرارية على أداء الطلاء، والذي تم قياسه باستخدام تقنية المطيافية الكهروكيميائية للممانعة (EIS).

أظهرت نتائج التوصيف البنيوي باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح الانبعاثي الميداني (FESEM) وحيود الأشعة السينية (XRD) نجاح عملية التعديل لجسيمات أكسيد الزنك النانوية، إضافةً إلى التقشر والتشتت الفعال لأكسيد الجرافين داخل مصفوفة الإيبوكسي. وقد أسهمت هذه الخصائص في تكوين مسار انتشار متعرج ومعقد أعاق بشكل كبير نفاذ العوامل المسببة للتآكل.

بيّنت التحليلات الإحصائية أن النموذج التربيعي المطور كان ذا دلالة إحصائية عالية مما يشير إلى وجود تأثيرات تآزرية قوية بين تراكيز الحشوات النانوية وظروف المعالجة الحرارية. وأظهرت نتائج التحسين أن التركيبة المثلى تتكون من 2.25% وزناً من أكسيد الزنك المعدل وظيفياً و0.85% وزناً من أكسيد الجرافين عند درجة حرارة معالجة مقدارها 95°م، مما أدى إلى تحقيق أعلى قيمة لمقاومة الطلاء.

كانت هذه القيمة أعلى بنحو عشرة أضعاف مقارنة بطلاءات الإيبوكسي النقية، مما يؤكد التأثير التآزري الفعال للحشوات النانوية الهجينة وفاعلية أساليب التحسين الإحصائي في تطوير أنظمة طلاء واقية متقدمة للتطبيقات الصناعية.