【摘要】：近年來,微膠囊技術(shù)在涂層自修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。本文創(chuàng)新性地將天然多糖(殼聚糖、海藻酸鈉)用于載體微球制備,封裝緩蝕劑(植酸鈉、酒石酸鈉)后添加到水性涂層中,研究改性后涂層的防腐蝕機理。通過設(shè)計正交試驗,研究不同實驗參數(shù)對載體微球形貌和性能的影響,確定最佳實驗參數(shù)。利用電化學(xué)阻抗譜分別研究包覆緩蝕劑植酸鈉、酒石酸鈉的載體微球在pH值為3、7和9時,緩蝕劑的釋放行為。將包覆緩蝕劑植酸鈉、酒石酸鈉的載體微球添加到水性聚丙烯酸涂層中,利用電化學(xué)手段研究改性后涂層的防腐蝕機理,通過海水浸泡實驗研究改性涂層的防腐蝕性能。結(jié)果表明,殼聚糖載體微球的最佳制備參數(shù)為:水油比為1:20、交聯(lián)劑香草醛和殼聚糖的質(zhì)量比為3:1、pH值為9,制備的微球粒徑為20-30μm;海藻酸鈉載體微球的最佳制備參數(shù)為:水油比為1:20、乳化劑和油相的體積比為2:100、醋酸和所加納米碳酸鈣的摩爾比為4:1,微球粒徑約為20μm。利用負壓浸漬法成功將緩蝕劑植酸鈉和酒石酸鈉包覆到載體微球中,殼聚糖微球中兩種緩蝕劑的包封率分別為25.79%和35.00%;海藻酸鈉載體微球中兩種緩蝕劑包封率分別為29.85%和30.65%。緩蝕劑植酸鈉和酒石酸鈉在不同pH值環(huán)境下從載體殼聚糖微球中的釋放速率均滿足pH=9pH=7pH=3,從載體海藻酸鈉微球中的釋放速率均滿足pH=9pH=3pH=7;K-P模型是評估緩蝕劑從微球中釋放過程的最佳模型。將包覆植酸鈉、酒石酸鈉的殼聚糖微球按照5%的質(zhì)量比分別添加到水性聚丙烯酸涂層A中,隨著涂層浸泡時間的增加,電荷轉(zhuǎn)移電阻以及涂層孔溶液電阻都逐漸增大;將包覆植酸鈉、酒石酸鈉的海藻酸鈉微球按照5%的質(zhì)量比分別添加到水性聚丙烯酸涂層B中,隨著涂層浸泡時間的增加,電荷轉(zhuǎn)移電阻以及涂層孔溶液電阻都逐漸增大;這表明四種改性的涂層均具有了自修復(fù)防腐蝕性能,海水浸泡實驗從宏觀上進一步證實了四種包覆緩蝕劑的微球改性后的涂層防腐蝕性能得到了提高。因此將環(huán)保的殼聚糖和海藻酸鈉制備成載體微球,添加到水性涂層中可以在不同pH環(huán)境下有效控制緩蝕劑植酸鈉和酒石酸鈉的釋放,使得涂層具備了自修復(fù)性能,對涂層防腐蝕性能的提高和環(huán)境保護具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P755.3
【圖文】：

然多糖緩蝕劑微球的自修復(fù)涂層及防腐蝕機理研究修復(fù)概念即無需人工干預(yù)涂層自我修蝕性能、延長使用壽命的有效手段之一自修復(fù)按照修復(fù)機理大致分為兩類：一外界物理條件的變化進行自修復(fù)[34-36]，供給體系能量，使其發(fā)生結(jié)晶、在其表；另一類是在體系中添加包覆了功能-49]。在防腐蝕領(lǐng)域，載體微球或微膠囊受損區(qū)域，提高其防腐蝕性能。

第 1 章 緒論利用數(shù)學(xué)建模研究出修復(fù)劑的滲透距離與單位體積中載體的濃度成反比。Jin[74]將修復(fù)劑環(huán)氧樹脂和胺基反應(yīng)物分別封裝到微膠囊中。包封環(huán)氧樹脂的微膠囊包含兩層壁材，分別是外層的聚脲甲醛和里層的聚胺基；芯材是低粘性稀釋劑稀釋的雙酚 A 環(huán)氧樹脂。包封胺基反應(yīng)物的微膠囊壁材是聚脲甲醛。圖 1.3 為兩種微膠囊的示意圖。將兩種微膠囊按照總量為 10%的比例埋植于環(huán)氧涂層中，總量不變的前提下，改變兩種微膠囊的添加比，研究其對涂層自修復(fù)性能的影響。結(jié)果表明兩種微膠囊的添加量為 1:1 時涂層的自修復(fù)效果最佳，溫度越高芯材的流失率越大，修復(fù)效果越差。

基于天然多糖緩蝕劑微球的自修復(fù)涂層及防腐蝕機理研究機械應(yīng)力引發(fā)型聚脲甲醛微膠囊在使用過程中受外界作用力的影響容易損，造成修復(fù)劑的流失。Jackson 等[75]制備了包覆二環(huán)戊二烯的聚合物微膠囊，并在聚合物內(nèi)壁的外面包覆上一層硅基涂層提高了微膠囊的硬度和分散性，避免了膠囊破損產(chǎn)生的修復(fù)劑流失。圖 1.4 為外層壁材為硅基的微膠囊的透射電鏡意圖。將微膠囊添加到環(huán)氧涂層中，提高了涂層的自修復(fù)性能。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號：2759425