Способ определения проницаемости полимерных покрытий Советский патент 1992 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к измерительной технике и.может быть использрвано для оценки барьерных свойств неметаллических покрытий, эксплуатирующихся в агрес- сивныхсредах,содержащих

депассивирующие компоненты, например хлорид-ионы.

Известен способ определения проница; емости полимерных материалов, заключающийся в определении аналитическим методом количества хлорид-ионов, продиф- фундировавших через свободную полимерную пленку, служащую мембраной в ячейке,

в одно отделение которой залит раствор, содержащий исследуемый ион, а в другое - дистиллированная вода. Полученные по данному способу значения коэффициентов массопереноса не дают представления об изменении барьерных свойств покрытий, нанесенных на подложку, в условиях эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения проницаемости защитных покрытий, который осуществляют следующим образом. Покрытие, нанесенное на

го ы ел о

перфорированную подложку, приводят в соприкосновение с агрессивной средой, содержащей, например, хлорид-ионы. В местах перфорации отбирают пробу электролита с границы раздела подложка-покрытие и аналитически определяют содержание в ней хлорид-ионов.

Однако достоверность результатов, полученных по способу-прототипу, ограничена, поскольку их реализация предусматривает принудительный отвод продиффундировавшего раствора с межфазной границы. Последнее приводит к тому, что градиент концентрации исследуемого раствора в системе покрытие- подложка значительно отличается от величины, реализующейся в условиях эксплуатации. Отбор проб ведет также к необратимым изменениям на границе раздела, стимулируя поступление туда новых порций электролита. Способ-прототип не позволяет осуществлять непрерывный контроль барьерных свойств покрытий, Кроме того, проведение микроанализа является трудоемким процессом, погрешность кото рого увеличивается с уменьшением объема .

Цель изобретения - повышение достоверности и сокращение времени дискретизации замеров.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу покрытие, нанесенное на перфорированную подложку, приводят в контакт с агрессивной средой и определяют количество проникающих через покрытие ионов путем анализа раствора, в предлагаемом способе на границе раздела подложка-покрытие в местах перфорации располагают индикаторные электроды второго рода, концентрацию анализируемого иона выбирают в соответствии с произведением растворимости соединения, образующего индикаторный электрод, после установления стационарного значения потенциала индикаторного электрода увеличивают концентрацию исследуемого иона в агрессивной среде, по интервалу времени от момента увеличения концентрации до начала изменения потенциала рассчитывают коэффициент диффузии иона в покрытии, а по установившемуся значению потенциала рассчитывают коэффициент проницаемости покрытия.

Предлагаемый способ осуществляем следующим образом.

В образце, изготовленном из стали 08 кп, делаем перфорацию, в которой укрепляем индикаторные хлорсеребрянные электроды, подготовленные хлорированием серебряной проволоки 0,8 мм. На образец

-

наносим полимерное покрытие и приводим его в соприкосновение с М раствором хлорида натрия. Эта концентрация соответствует произведению растворимости хлорида серебра. При этом индикаторные электроды располагаются на границе раздела металл-покрытие. Измеряем потенциал индикаторного электрода до установления стабильного значения, Увеличиваем концентрацию хлорид-ионов в растворе до 0,5 М и продолжаем, измерять потенциал индикаторного электрода. По значению времени от изменения концентрации раствора до начала изменения потенциала индикаторного

электрода рассчитываем коэффициент диффузии хлорид-ионов, используя соотношение

25

30

20и

где д- толщина покрытия, м;

т- время запаздывания, т.е. время от момента изменения концентрации раствора до начала изменения потенциала индикаторного электрода, с.

По стабильному значению потенциала определяем коэффициент проницаемости согласно предварительно построенному калибровочному графику зависимости потенциала хлорсеребряного электрода от концентрации хлорид-ионов в растворе

Р

ДМ -д S -гС

(2)

Р - коэффициент проницаемости, м2/с;

AM - содержание хлорид-ионов на границе металл-покрытие, определенное по калибровочному графику, моль;

д-толщина покрытия, м;

S-площадь поверхности покрытия, м2;

г- время, за которое произошло изменение содержания исследуемого иона, с; С - концентрация исследуемого иона в растворе, моль/м .

Коэффициент сорбции определяем из соотношения

50

Ks P/D ,

(3)

Аналогично проводим определение параметров массопереноса для других типов покрытий.

Формула изобретения

Способ определения проницаемости полимерных покрытий путем нанесения покрытия на перфорированную подложку,

приведения в контакте агрессивной средой и определения в местах перфорации количества проникающих через покрытие ионов, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверности и сокращения времени дискретизации замеров, на границе раздела подложка-покрытие в местах перфорации размещают индикаторные электроды второго рода, концентрацию анализируемого иона в агрессивной среде выбирают в соответствии с произведением растворимости соеди

нения, образующего индикаторный электрод, после установления стационарного значения потенциала индикаторного электрода увеличивает концентрацию исследуемого иона в агрессивной среде, по интервалу времени от момента увеличения концентрации до начала изменения потенциала рассчитывают коэффициент диффузии иона в покрытии, а по установившемуся значению потенциала рассчитывают коэффициент проницаемости покрытия.

Изобретение относится к электрохимическим методам контроля ионной проницаемости полимерных покрытий, эксплуатируемых ; в агрессивных средах. Сущность изобретения состоит в том, что покрытие, нанесенное на перфорированную подложку, приводят в контакт с агрессивной средой и определяют количество проникающих через покрытие ионов. На границе раздела подложка- покрытие в местах перфорации располагают индикаторные электроды второго рода. Концентрацию анализируемого иона выбирают в соответствии с произведением растворимости соединения, образующего индикаторный электрод. После установления стационарного значения потенциала индикаторного электрода увеличивают концентрацию исследуемого иона в агрессивной среде. По интервалу времени от момента увеличения концентрации до начала изменения потенциала рассчитывают коэффициент диффузии иона в покрытии, а по установившемуся значению потенциала рассчитывают коэффициент проницаемости покрытия. (Л С