Немного популярной химии
Дополню статью Юлии. Рассмотрим некоторые свойства антикоров с точки зрения физики и химии.
Начнем с адгезии. Рассказывая об антикоррозионных материалах, часто говорят и пишут «высокая адгезия», «низкая адгезия», «хорошая адгезия», «плохая адгезия» и т. д. Вроде все понятно, правда? Подразумевается, надежно ли материал держится на поверхности, которую призван защищать.
Сам термин происходит от латинского adhaesio – прилипание. Но в зависимости от вида защищаемой поверхности (основы) адгезионные связи имеют различную природу.
Давайте посмотрим: на какие поверхности ложится антикор? Получается как минимум четыре варианта:
• заводское покрытие ПВХ;
• загрунтованная или окрашенная поверхность, т.е. слой ЛКМ;
• «черный» металл, он же «голая» сталь.
• слой старого антикора, нанесенный три-пять лет назад.
В каждом случае антикоррозионный материал «цепляется» к основе по-разному.
Начнем с обработки днища, покрытого ПВХ, – это наиболее распространенный случай при защите нового автомобиля. Здесь работает механизм прилипания, основанный на возникновении водородных межмолекулярных связей. Химического взаимопроникновения не происходит, это сугубо поверхностный процесс. ПВХ адсорбирует молекулы некоторых компонентов антикоррозионного препарата. И задача разработчика – обеспечить в рецептуре достаточное количество таких ингредиентов (адсорбатов).
Теперь о нанесении антикора на слой ЛКМ. Это актуально как для новых автомобилей, так и для машин после кузовного ремонта. Здесь тоже работает механизм водородных связей без какого-либо взаимного проникновения основы и покрытия. Значит, производитель антикора обязан обеспечить сбалансированную композицию адсорбатов – и тогда его препарат будет одинаково хорошо прилипать и к ПВХ, и к слою ЛКМ.
Переходим к «черному» металлу. Типичная ситуация: замена крыла после ДТП. Снаружи оно окрашивается, а изнутри? Удаляем транспортный грунт и наносим густой «тяжелый» антикор прямо на сталь. Здесь работает механическая адгезия: препарат затекает в микротрещины и микронеровности металлической поверхности, образуя после застывания своеобразные «заклепки» или «гвозди». Не остаются в стороне и адсорбаты, они тоже «работают по металлу», но играют уже вспомогательную роль.
И наконец, о нанесении препарата на слой старого антикора. Это родственная поверхность, располагающая к диффузной адгезии (автогезии). Происходит взаимное проникновение фрагментов макромолекул, образуется спайка, представляющая собой постепенный переход от нового покрытия к старому. Поэтому прочность адгезионного соединения приближается к когезионной прочности самого антикора.
Итак, высокая адгезия обеспечивается различными механизмами. Но профессиональный препарат, как некогда полковник Кольт, уравняет в правах всех – и ПВХ, и ЛКМ, и металл, и слой старого антикора.
Слово тиксотропность знают все, но на всякий случай поясним: это способность материала обратимо изменять структуру и механические свойства при механическом воздействии (от греч. thiris – прикосновение и trope – изменение).
Говоря о тиксотропности ЛКМ и антикоров, имеют в виду их способность к изменению вязкости, не связанную с испарением растворителя. В факеле пистолета эта вязкость одна, а на обрабатываемой поверхности – другая. Значение термина здесь сугубо технологическое, и образно его можно толковать так: «хорошо распыляйся, легко наносись, заполняй все, что нужно, но после нанесения не капай и не стекай».
Для запуска тиксотропных механизмов химики вводят в препараты специальные добавки. Благодаря им материал, только что бывший густым, а теперь механически разжиженный, «прилетает» на кузов, мгновенно «успокаивается» и прилипает к поверхности.
Примером природной тиксотропной системы служат зыбучие пески. Они разжижаются под действием оказываемого на них давления и проглатывают несчастного путника. А проглотив бедолагу, успокаиваются.
Иногда с тиксотропностью путают способность пленки к затягиванию царапин, «самозалечиванию». Да, такое явление наблюдается, но природа его совершенно иная, чем у тиксотропности. Специальные добавки сохраняют минимальную подвижность пленки в течение всего срока службы. Это позволяет ей не трескаться при механических колебаниях и упругих деформациях кузова и «включать механизм» самозатягивания.
Но так или иначе, способность антикоррозионных пленок к «самозалечиванию» – это объективная реальность. Она наблюдается под микроскопом и более того – может оцениваться по специальной шкале. Производители антикоров постоянно работают над этим полезным свойством своих препаратов. Однако не следует преувеличивать его возможности – дефект толщиной в палец не затянется никогда.
Ингибиторы коррозии (от лат. inhebio – задерживаю) – интереснейшая и обширная тема. Механизм ингибирования иногда называют «отрицательным катализом» – что ж, весьма образно.
Защитное действие ингибиторов химической коррозии, в общем-то, простое. Они создают на поверхности металла пленки, препятствующие взаимодействию металла с кислородом воздуха.
Функции ингибиторов электрохимической коррозии сложнее. При протекании гальванических процессов на поверхности металла образуются как анодные, так и катодные участки. На них надо воздействовать по-разному. Соответственно, это поручается разным веществам.
Анодные замедлители коррозии (карбонат натрия, фосфаты, силикаты, хроматы, нитраты и некоторые другие вещества) способствуют сокращению площади анодных участков на защищаемой поверхности, уменьшая тем самым количество растворяемого металла. Он переходит в устойчивое (пассивное) состояние, поэтому анодные ингибиторы называют пассиваторами.
Катодные замедлители коррозии (например, соли магния, цинка, никеля, органические вещества и др.) способствуют уменьшению эффективной площади катодных участков. Это ведет к снижению скорости коррозии за счет уменьшения количества водорода, выделяющегося на катодных участках.
А теперь очень важное уточнение! Доказано, что коррозия металла наиболее интенсивно протекает при цикличном смачивании раствором электролита и высушивании. Такие циклы усиливают взаимное действие гальваники и кислорода воздуха.
Но смотрите: автомобильный кузов эксплуатируется именно в таких переменных условиях! И задача химиков – подобрать оптимально сбалансированные композиции анодных и катодных ингибиторов в сочетании с ингибиторами химической коррозии. Именно такие композиции сдерживают коррозию во всех ее проявлениях. И тогда при регулярной обработке кузова коррозия будет подавляться. Такая вот популярная химия получается.
И заканчивая тему ингибиторов, подчеркнем: ни о каких восстановительных реакциях речь не идет и идти не может! Это мы к тому, что встречается иногда недобросовестная реклама с байками о «новейших ингибиторах, восстанавливающих ржавчину». Ингибиторы способны лишь замедлить процесс коррозии. И чем современнее материал, тем мощнее ингибиторы.
