本文選題：火焰噴涂化學(xué)鍍 + HDPE-Cu復(fù)合涂層��； 參考：《青海大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著海洋工業(yè)的不斷發(fā)展,海洋工程材料的防污和防腐已受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。熱噴涂技術(shù)工藝成本低,涂層可以選擇的材料廣泛,且便于現(xiàn)場操作的優(yōu)點(diǎn),使它成為一種最有前景的表面涂覆技術(shù)。高分子有機(jī)物因其具備輕便、易成形、經(jīng)濟(jì)性好、耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn),熱噴涂聚合物涂層具有良好的耐蝕性,含銅的涂層能有效的抗生物污損。因此,將無機(jī)聚合物與有機(jī)殺菌劑的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來,研究新型抗污防腐涂層來減輕海洋工程材料的污染問題是亟需解決的科學(xué)問題。因此,開發(fā)一種耐蝕、防污兼具的復(fù)合涂層及其制備技術(shù)是非常必要的。本文以HDPE-Cu復(fù)合涂層為研究對象,首先利用化學(xué)鍍工藝制取具有核殼結(jié)構(gòu)的HDPE-Cu復(fù)合粉末,再以該復(fù)合粒子作為噴涂原料粉末,采用火焰噴涂技術(shù)在Q235低碳鋼基體表面制備純HDPE涂層、純Cu涂層和HDPE-Cu有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂層,對涂層的物相、組織形貌、熱力學(xué)性能、表面性能進(jìn)行分析了表征,研究了涂層的耐腐蝕性能、防生物污損性能、耐老化性能。研究表明,化學(xué)鍍法制備的HDPE-Cu復(fù)合粒子具有核殼結(jié)構(gòu),且Cu殼均勻地包覆在單個HDPE顆粒表面,其厚度大約為1μm,HDPE-Cu復(fù)合粉末的流動性優(yōu)于純HDPE粉末,提高了HDPE粉末的成膜效率,使其更適應(yīng)熱噴涂工藝。火焰噴涂方法制備的HDPE-Cu復(fù)合涂層,涂層均勻致密、無明顯的孔隙,并且涂層與基體結(jié)合良好,銅均勻地分布在整個涂層中。復(fù)合涂層表面與斷面的銅含量分別為35.11±2.63 vol.%和9.57±1.28 vol.%。涂層的XRD分析結(jié)果表明,銅在化學(xué)鍍或者熱噴涂中未產(chǎn)生氧化或其他反應(yīng)。Cu殼對HDPE核具有保護(hù)作用,減少了聚合物在加熱過程中的熱分解。涂層防污性能的分析結(jié)果表明:在含有細(xì)菌的人工海水中浸泡3d后HDPE涂層表面附著有大量的細(xì)菌,HDPE-Cu涂層與Cu涂層表面貼附的細(xì)菌數(shù)量極少;抗菌實驗表明,HDPE涂層的抗菌率低于50%,HDPE-Cu涂層與Cu涂層的抗菌率均達(dá)到99%以上;銅離子釋放結(jié)果表明,HDPE-Cu涂層滲出的銅離子濃度均超過了0.003 ppm,會對芽孢桿菌和大腸桿菌均有抑制作用,在浸泡初期銅離子滲出率相對較高,浸泡時間增加,銅離子滲出率逐漸降低并趨于穩(wěn)定狀態(tài),在浸泡21天后,統(tǒng)計HDPE-Cu復(fù)合涂層的表面和斷面銅分布,該復(fù)合涂層表面與斷面的銅含量分別是10.91±3.17 vol.%和9.15±1.17 vol.%,表明該復(fù)合涂層中的銅在浸泡21天后沒有完全溶解到NaCl溶液中,說明該復(fù)合涂層具有長期的抗菌性能。中性鹽霧實驗表明,鹽霧14天后,HDPE涂層和HDPE-Cu復(fù)合涂層表面與斷面仍表現(xiàn)出完整的狀態(tài),說明HDPE基聚合物涂層具有良好的耐腐蝕性能,而Cu涂層在鹽霧7天后,表面已經(jīng)全部被腐蝕產(chǎn)物覆蓋,表明單一的Cu涂層不耐腐蝕;涂層的電化學(xué)結(jié)果研究表明HDPE-Cu復(fù)合涂層的自腐蝕電位為-0.100V、自腐蝕電流為1.304×10-7 A/cm2,復(fù)合涂層的電荷轉(zhuǎn)移電阻為4.09×105Ω·cm~2,其腐蝕反應(yīng)阻力增大,腐蝕速率減慢,可以有效地隔絕電解質(zhì)溶液通過孔隙滲入到基體表面,阻礙氯離子向涂層擴(kuò)散。HDPE-Cu復(fù)合涂層和HDPE涂層的氙燈耐老化實驗結(jié)果表明,HDPE-Cu復(fù)合涂層在老化過程中沒有化學(xué)成分的變化,且HDPE-Cu復(fù)合涂層表面在老化21天后表面仍表現(xiàn)出完整的狀態(tài),說明HDPE-Cu復(fù)合涂層具有優(yōu)異的耐老化性能,而HDPE涂層表面出現(xiàn)了裂紋,且隨著老化周期的延長,表面的裂紋數(shù)量增多。復(fù)合涂層中Cu可以提升HDPE的分解溫度和熱穩(wěn)定性,可以顯著改善HDPE的耐老化性。
[Abstract]:In this paper , HDPE - Cu composite coating with core - shell structure is prepared by chemical plating technology . The results show that the surface and cross section of HDPE - Cu composite coating have good corrosion resistance , and the surface and cross section of HDPE - Cu composite coating have been covered by corrosion products after immersion for 21 days . The results show that HDPE - Cu composite coating has excellent corrosion resistance .
【學(xué)位授予單位】：青海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

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本文編號：2000946