【摘要】：隨著金屬材料在生產(chǎn)生活中的廣泛使用,金屬腐蝕損耗的問題也日益嚴(yán)重,其中金屬防護(hù)技術(shù)的研究得到了越來越多的關(guān)注。在傳統(tǒng)的金屬防護(hù)手段中物理涂層和緩蝕劑最為常見,兩者都能起到良好的防護(hù)效果但各有缺陷。物理涂層長期暴露在空氣和腐蝕介質(zhì)中,易受到機(jī)械破壞而使得涂層剝落露出金屬基底,加速了金屬的腐蝕速率,而緩蝕劑不能在流動的腐蝕介質(zhì)中持續(xù)發(fā)揮效果。針對以上兩種方法的不足,一種具有pH響應(yīng)功能的復(fù)合材料被研究者們提出。研究者們選用合適的納米容器,將緩蝕劑裝入容器中混合在涂層里,以金屬發(fā)生腐蝕時pH的改變?yōu)榇碳ば盘柺沟镁徫g劑從納米容器釋放出來達(dá)到防護(hù)的效果。本文以埃洛石納米管(HNTs)為載體,以L-纈氨酸(L-Val)和2-巰基苯并噻唑(MBT)為客體分子,通過不同方法制備了兩種pH響應(yīng)材料并進(jìn)行多種性能測試,并得出以下結(jié)論:(1)通過層層自組裝法(LbL)制備了MBT/HNTs pH響應(yīng)材料。SEM和TEM測試表明HNTs具有特殊的中空腔體結(jié)構(gòu),可以作為優(yōu)良的納米容器。通過TGA分析可知,在真空負(fù)載法下HNTs對MBT的負(fù)載率達(dá)到7%。用聚丙烯酸鹽酸鹽(PAH)和聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)對HNTs進(jìn)行包覆,通過FT-IR和UV-vis發(fā)現(xiàn)PAH和PSS對HNTs有著良好的封裝效果,當(dāng)組裝時間為5 min,NaCl濃度為0.5 mol/L,聚電解質(zhì)濃度4 mg/mL時成膜質(zhì)量最好。紫外可見光譜測試顯示在不同的pH環(huán)境下,MBT/HNTs材料顯示出優(yōu)良的pH響應(yīng)特征,在120 h內(nèi)pH=6.5時MBT的釋放率為7%,pH=2.9和pH=10時釋放率分別為85%和94%。(2)利用L-Val和HNTs之間等電點(diǎn)的差異制備了L-Val/HNTs pH響應(yīng)材料。Zeta電位儀測得L-Val等電點(diǎn)為6.0,HNTs為3.0。TEM和FT-IR測試表明L-Val不僅負(fù)載在HNTs管內(nèi)還吸附在其外表面。TGA測試計(jì)算出HNTs對L-Val的負(fù)載率高于MBT達(dá)到12%。在pH響應(yīng)測試中,L-Val的釋放速率遠(yuǎn)高于MBT,在300 min內(nèi)pH=5時其釋放率為15.4%,pH=2和pH=10時釋放率分別為83%和98%。(3)極化曲線測試表明,在常溫下緩蝕劑MBT和L-Val對銅有著良好的緩蝕效果,最佳濃度均為20 mM,緩蝕效率分別為99.76%和70.36%。將MBT/HNTs和L-Val/HNTs pH響應(yīng)材料分別混合入環(huán)氧樹脂中制備成具有自修復(fù)功能的涂層,并與純環(huán)氧樹脂涂層試樣對比。通過人工劃痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),兩種自修復(fù)涂層試樣的防腐性能要優(yōu)于純環(huán)氧樹脂試樣,而摻雜L-Val/HNTs涂層的性能最好。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5的NaCl溶液中浸泡96 h后,涂層阻抗從5.8×10~4下降到2.1×10~4Ω,電容從2.2×10~(-5)上升到5.9×10~(-5) F cm~(-2)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩種新材料均具有pH響應(yīng)特性,使得涂層具有優(yōu)良的自修復(fù)功能。由于L-Val的釋放速率較快,在實(shí)際性能測試中L-Val/HNTs材料的自修復(fù)能力更好。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1
【圖文】：

pH 響應(yīng)型埃洛石納米材料的制備及其性能研究基團(tuán)和馬來酰亞胺基團(tuán)，4-arm-PEG-SH 與 DEX-SH 包含巰基功能基團(tuán)。先將 4-arm-PEG-SH 與DEX-SH 修飾到介孔二氧化硅表面，同時因?yàn)閹�基基團(tuán)和馬來酰亞胺基團(tuán)可以通過化學(xué)鍵相連接，再將 4arm-PEG-Mal 修飾到介孔二氧化硅外表面第二層，以此順序交替累積從而達(dá)到層層包覆的效果[25]。當(dāng)該物質(zhì)體系受到特定波長的光照時，硝基芐基光響應(yīng)基團(tuán)發(fā)生光解反應(yīng)，使得二氧化硅納米容器外表的包覆物質(zhì)崩解露出介孔通道，最后達(dá)到客體負(fù)載分子釋放的目的。

當(dāng)該物質(zhì)體系受到特定波長的光照時，硝基芐基光響應(yīng)基團(tuán)發(fā)生光解硅納米容器外表的包覆物質(zhì)崩解露出介孔通道，最后達(dá)到客體負(fù)載分子釋放圖 1.1 MSN-LBL 介孔二氧化硅納米顆粒光響應(yīng)釋放原理圖[24]以介孔二氧化硅納米顆粒作為納米容器，Lin 等[26]沒有采用傳統(tǒng)的層層自組 所示，他們以金納米顆粒為封堵分子密封在納米容器孔道口處，并預(yù)先對金化處理形成 PR-AuNPs。經(jīng) Zeta 測試得出在中性水溶液中，PR-AuNPs 表面氧化硅表面為負(fù)電，通過靜電吸附作用 PR-AuNPs 可成功地作為納米容器的了 LbL 繁瑣的過程。當(dāng)該物質(zhì)受到 365 nm 的光照后，修飾在 PR-AuNPs 上其表面電荷屬性使得封堵分子和納米容器同電相斥，從而打開介孔實(shí)現(xiàn)光響

圖 1.3 trans-水凝膠和 cis-水凝膠光響應(yīng)釋放原理圖[27]應(yīng)型納米材料材料是指該材料對溫度的變化具有敏感性，溫度變化時該功能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能。目前，溫度響應(yīng)型材料在病理學(xué)尤其是癌癥定際應(yīng)用。研究者們通常選擇具有容器結(jié)構(gòu)的納米粒子作為主要質(zhì)，如 DNA、多肽或特殊聚合物等，將其修飾在載體表面封堵放的功效。型材料制備中，最常用到修飾物質(zhì)是聚 N-異丙基丙烯酰胺（P感性而被廣泛的設(shè)計(jì)在溫度響應(yīng)型體系中。聚 N-異丙基丙烯 32 ℃，與人的正常體溫相接近，可以很好的運(yùn)用在醫(yī)療靶向給過添加親水或親油物質(zhì)來調(diào)節(jié)，以滿足實(shí)際情況的功能需求[29PNIPAM 可以大量吸收客體分子的水溶液，展現(xiàn)出有優(yōu)良的親；當(dāng)外界溫度持續(xù)降低時，PNIPAM 由親水性變?yōu)槭杷裕?.4 所示，You 等[31]就利用上述性質(zhì)將 PNIPAM 修飾的介孔二

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2747348