Ett stort industriellt problem när det gäller metalliska material är korrosion. En metod för att förhindra korrosion är genom en elektrokemisk process som kallas katodiskt skydd vilket kan utföras på två olika sätt: Katodiskt korrosionsskydd med påtryckt ström (ICCP) eller offeranod (SACP). SACP är baserat på oxidation av de mindre ädla metalliska offeranoderna som vanligtvis är gjorda av zink- och aluminiumlegeringar. Det finns ett stort behov av att forska på andra alternativ för dessa anoder eftersom metallerna som används vis SACP släpper ut tungmetaller i havsvatten. Ledande polymerer (CP) har intressanta och kontrollerande elektriska och elektrokemiska egenskaper vilket gör dem till ett miljövänligt alternativ vid val av anod för SACP. I följande studie var de utvalda ledande polymererna poly(3,4-etylendioxytiopend)polystyrensulfat (PEDOT:PSS) och polypyrrole-SDS (PPy-SDS). PEDOT:PSS syntetiserades och PPy-SDS köptes. Deras beteende i artificiellt havsvatten analyserades I syfte att bestämma utvecklingen av polymerstrukturen och egenskaper samt eventuella förändringar i havsvattenegenskaperna. Inga av dessa polymerer visade förändringar i den molekylära strukturen till skillnad från den kristallinga strukturen som påverkades. Dessutom släppte inte PPy-SDS ut och komponenter i vattnet till skillnad från PEDOT:PSS som genomgick mekanisk sönderfall vid kontakt med konstgjort havsvatten. För att förbättra konduktiviteten, post-dopning med metanol och svavelsyra utfördes på PEDOT:PSS vilket inte var fallet när post-dopning med metanol utfördes, det var dock inte möjligt att få en konduktivitet av PEDOT:PSS post-doped med svavelsyra. Elektrod tillverkningsmetod utfördes och undersöktes i denna studie. Metoderna inkluderade komprimering från 3000bar till 6000bar vid olika temperaturer och olika geometrier av elektrod. Temperaturen hade en positiv effekt på polymerernas ledningsförmåga. / A major industrial issue when it comes to metallic materials is corrosion. One method to prevent corrosion to occur is by an electrochemical process called cathodic protection which is done in two different ways: impressed current cathodic protection (ICCP) or sacrificial anode cathodic protection (SACP). SACP is based on oxidation of the less noble metal which usually is made of zinc and aluminum alloys. The environmental concerns of these anodes due to the release of heavy metals in the seawater induced a strong need to explore other alternatives. Then, conductive polymers (CP) with their interesting and controllable electrical and electrochemical properties represent an opportunity to investigate as an eco-friendly anodic material. In the following study, two conductive polymers were chosen: poly(3,4-ethylenedioxythiopende)polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) and polypyrrole-SDS (PPy-SDS). The former was synthesized, while the latter was purchased. Their behavior as polymer powders in artificial seawater was analyzed with the aim to determine the evolution of polymer structure and properties as well as any change in the seawater characteristics. Neither of these polymers showed changes in the molecular structure contrary to the crystalline structure which was affected. Furthermore, PPy-SDS did not release any components to the water unlike PEDOT:PSS which went through mechanical disintegration when in contact with artificial seawater. To improve the conductivity of PEDOT:PSS post-doping with methanol and sulfuric acid were performed. The obtained results did not show the expected effect which need further optimization of post-doping conditions. Electrode fabrication method was proposed and investigated in this study. The methods included compression from 3000bar to 6000bar at different temperatures and different geometries of electrode. The temperature had a positive effect on the conductivity of the polymers without an impact on their structure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-308223 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Kalifa, Raghda |
| Publisher | KTH, Kemi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2022:018 |
Page generated in 0.003 seconds