การสังเคราะห์พอลิแอนิลีนบนเหล็กกล้าไร้สนิมโดยวิธีเคมีไฟฟ้า

Abstract

อิเล็กโทรพอลิเมอไรเซชัน เป็นการสังเคราะห์ฟิล์มพอลิเมอร์บนผิวหน้าของโลหะด้วยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า โดยส่วนมากนำไปประยุกต์ใช้ในการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะ งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการสังเคราะห์พอลิแอนิลีน (PANI) บนเหล็กกล้าไร้สนิมด้วยวิธีเคมีไฟฟ้าด้วยเทคนิคการให้ค่าศักย์ไฟฟ้าคงที่ (Potentiostatic) ตัวแปรที่ทำการศึกษา คือ ค่าศักย์ไฟฟ้า ระยะเวลาในการสังเคราะห์ ความเข้มข้นของมอนอเมอร์ และชนิดของสารประกอบ อิเล็กโทรไลต์ โดยขั้นตอนแรกทำการศึกษาช่วงศักย์ไฟฟ้าการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของ PANI ด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมตรี พบว่า ฟิล์มของพอลิแอนิลีนจะเกิดในช่วงค่าศักย์ไฟฟ้า 0.8 - 1.2 V/SCE ผลการทดลองพบว่า เมื่อค่าศักย์ไฟฟ้าและความเข้มข้นของแอนิลีนเพิ่มขึ้น ฟิล์มของ PANI จะเกิดได้เร็วขึ้น โดยนำมาศึกษาลักษณะพื้นผิวและองค์ประกอบของฟิล์ม PANI ด้วยเครื่อง Scanning Electron Microscopy (SEM) และเครื่อง Fourier transform infrared (FTIR) ตามลำดับ พบว่าฟิล์มมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันและได้หมู่ฟังก์ชันเป็นรูปแบบเดียวกับ PANI ที่สังเคราะห์ได้จากงานวิจัยอื่นๆ ชิ้นงานที่เคลือบด้วยฟิล์ม PANI ที่ได้จากการเตรียมในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ของกรดซัลฟิวริก กรดออกซิลิก และโซเดียมโดเดซิลซัลเฟตสามารถเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมในสารละลายกรดซัลฟิวริกเข้มข้น 0.5 โมลต่อลิตรได้ดี โดยฟิล์ม PANI ที่ได้จากการเตรียมในสารละลายกรดออกซาลิกที่ค่าศักย์ไฟฟ้า 0.95 V/SCE ความเข้มข้นแอนิลีนมอนอเมอร์ 0.1 โมลต่อลิตร เป็นเวลา 20 นาทีสามารถป้องกันการกัดกร่อนได้ดีที่สุด จากการทดสอบสมบัติการนำไฟฟ้า พบว่าการเตรียมในสารละลายกรดซัลฟิวริกและกรดออกซาลิกให้ค่าความต้านทานเชิงสัมผัสใกล้เคียงกัน คือ 32 และ 28.4 มิลลิโอห์มตารางเซนติเมตร ตามลำดับ โดยเฉพาะในสารละลายโซเดียมโดเดซิลซัลเฟตมีค่าความต้านทานเชิงสัมผัสมากที่สุดถึง 53.7 มิลลิโอห์มตารางเซนติเมตร