Publication:
Characterization of graphene oxide pickering emulsion and silica nanoparticles for waterborne epoxy coating

dc.contributor.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#en_US
dc.contributor.authorNurul Nadiah Sahiren_US
dc.contributor.supervisorNoor Azlina Hassan, Ph.Den_US
dc.contributor.supervisorNorita Hassan, Ph.Den_US
dc.contributor.supervisorNoorasikin Samat, Ph.Den_US
dc.date.accessioned2024-10-08T03:17:59Z
dc.date.available2024-10-08T03:17:59Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractThe application of epoxy resins as the anticorrosion coating has obtained widespread application because of their superior adhesion to various substrate and excellent chemical inertness. However, epoxy resin tends to form microcracks and the VOCs released during the drying process is harmful. Although the waterborne epoxy coatings are a much safer alternative, they are prone to swell caused by water absorption. With the consideration for the environment and human health in mind, this research aimed at developing a new and improved waterborne coating that employed graphene oxide (GO) encapsulated linseed oil and silica nanoparticles (SiO2) as healing microcapsules and anticorrosion agent respectively. This research was divided into three main phases; phase (A), synthesis of graphene oxide microcapsules (GOMs) via Pickering emulsion method, phase (B), synthesis of amine-stitched graphene oxide microcapsules (Amine-stitched GOMs), and phase (C), preparation of coating sample. GO was selected as the microcapsule’s shell due to its flexibility and excellent barrier properties, while the linseed oil core is able to polymerize when in contact with the atmosphere to form a hydrophobic film. SiO2 was used to increase the density and adhesion between the coating and the substrate. This coating was formulated through the copolymerization of waterborne epoxy resin with the incorporation of GOMs and SiO2 nanoparticles. Waterborne epoxy acted as a matrix while GOMs and SiO2 nanoparticles act as a guest component. The coating was directly applied on carbon steel type S50C as the substrate. The test of adhesion, immersion, and salt spray was conducted in accordance with ASTM D3359, B895, and B117-94 respectively. The POM, TGA, and TEM showed that the GOMs were successfully synthesized, having a size ranging from 5.39 µm to 20.45 µm, coefficient of variation (Cv) of 0.34, shell thickness around 140 to 160 nm, and 94% loading capacity. Based on the physical analysis and corrosion test, the addition of GOMs and SiO2 nanoparticles reduced the swelling degree and corrosion rate of a waterborne epoxy coating by 54.1% and 62.7% respectively. The novel formulated coating also demonstrated good adhesion to the metal substrate and possess the ability to perform as a self-healing coating. Incorporation of 10 wt% GOMs and 1 wt% of SiO2 nanoparticles were identified as the best composition for waterborne epoxy coating in improving waterborne coating properties.en_US
dc.description.abstractarabicقد حصلت مادة الإيبوكسي التي تستخدم كطلاء لمنع التآكل على إستعمال واسع بسبب قوة إلتصاقها المتفوق لمختلف المواد المتفاعلة والمواد الخاملة كيميائيا. ومع ذلك,مادة الإيبوكسي تميل إلى تشكيل شقوق صغيرة والمركبات العضوية المتطايرة المنبعثة أثناء عملية التجفيف تكون مضرة. ورغم أن طلاءات الإيبوكسي المائية تعتبر بديلًا أكثر أماناً, ولكنها أكثر عرضة للتضخم بسبب إمتصاص الماء. يهدف هذا البحث في تطوير الطلاء المائي بشكل جديد ومحسن مع الأخذ بعين الإعتبار البيئة المحيطة وصحة الإنسان, والذي يستخدم أكسيد الجرافين (GO) المغلف بزيت بذر الكتان وجزيئات السيليكون (SiO2) ككبسولات شفاء وعامل مضاد للتآكل. وينقسم هذا البحث إلى ثلاثة مراحل; المرحلة الأولى (A), توليف كبسولات أكسيد الجرافين (GOMs) على طريقة مستحلب بيكرينغ. المرحلة الثانية (B), توليف كبسولات أكسيد الجرافين المخيطة بالأمين (Amine-stitched GOMs). وأما المرحلة الثالثة (C), هي تجهيز عينات الطلاء. وتم اختيار أكسيد الجرافين كغلاف للكبسولات بسبب مرونتها ومناعتها الممتازة, بينما نواة بذرة الكتان قادرة على التبلمر عندما تتصل بالغلاف الجوي لتشكيل غشاء الهيدروفوبيك. كان يستخدم ثاني أكسيد السيليكون لزيادة شدة وقوة التصاق بين الطلاء والمادة المتفاعلة. هذا الطلاء قد صيغ عن طريق البلمرة من مادة الإيبوكسي المائي ودمجه مع كبسولات أكسيد الجرافين ونانويات ثاني أكسيد السيليكون. ويعمل الإيبوكسي المائي كنسيج غشائي, بينما كبسولات أكسيد الجرافين ونانويات ثاني أكسيد السيليكون يعملون كعنصر مضيف. ويستعمل الطلاء مباشرة على الكربون الصلب من نوع S50C كمادة متفاعلة. تم إختبار سلوك كلّ من الإلتصاق, الإنغمار ورذاذ الملح وفقاً لـ ASTM D3359, B895, و B11794 بالتوالي. أظهرت الـ POM, TGA, و TEM أن كبسولات أكسيد الجرافين قد تم توليفها بنجاح, مع وجود أحجام تتراوح ما بين 5.39 ميكرومتر. و 0.34 من معامل الإختلاف. وسماكة القشرة تتراوح ما بين 140 إلى 160 نانومتر , و 94 بالمئة من قدرة التحميل. وبناء على التحليل الفيزيائي واختبار التآكل, الزياة في كبسولات أكسيد الجرافين وثاني أكسيد السيليكون قلصت درجة الإنتفاخ ونسبة تآكل طلاء الإيبوكسي المائي, بنسبة 54.1 بالمئة و 62.7 بالمئة على التوالي. الطلاء المطور حديثا قد برهن خصائص إلتصاق جيد على الركيزة المعدنية وامتلاكه القدرة على الإستشفاء الذاتي. طلاء الإيبوكسي المائي المكون من 10 بالمئة من سمك حائط كبسولات أكسيد الجرافين و 1 بالمئة من سمك حائط نانويات ثاني أكسيد السيليكون يعتبر أفضل تركيب لطلاء الإيبوكسي المائي في مجال تطوير الطلاءات المائية.en_US
dc.description.callnumbert TA 418.9 N35 N9744C 2020en_US
dc.description.identifierThesis : Characterization of graphene oxide pickering emulsion and silica nanoparticles for waterborne epoxy coating /by Nurul Nadiah Binti Sahiren_US
dc.description.identityt11100393385NurulNadiahBintiSahiren_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.notesThesis (MSMAT)--International Islamic University Malaysia, 2020.en_US
dc.description.physicaldescriptionxxiii, 147 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
dc.description.programmeMaster of Science (Materials Engineering)en_US
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7107
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020en_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020en_US
dc.subject.lcshNanostructured materialsen_US
dc.subject.lcshGraphene -- Oxidationen_US
dc.titleCharacterization of graphene oxide pickering emulsion and silica nanoparticles for waterborne epoxy coatingen_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dspace.entity.typePublication

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Loading...
Thumbnail Image
Name:
t11100393385NurulNadiahBintiSahir_24.pdf
Size:
843.63 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
24 pages file
Loading...
Thumbnail Image
Name:
t11100393385NurulNadiahBintiSahir_SEC.pdf
Size:
5.91 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text secured file

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Plain Text
Description:

Collections