本文關鍵詞：低碳鋼表面硅烷膜制備及防腐蝕性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：低碳鋼因易于加工鍛造而被廣泛用于制作各種建筑構(gòu)件、強度不高的機械零部件等,作為一種常用金屬材料,低碳鋼在工業(yè)環(huán)境中極易受到腐蝕,傳統(tǒng)金屬防腐處理領域中存在諸多問題,其中環(huán)保問題尤其突出。因此,探尋新的清潔的處理方法以替代傳統(tǒng)的鉻酸鹽化與磷化處理技術(shù)成為各國目前研究的熱點。在現(xiàn)有研發(fā)的諸多新型方法中,硅烷偶聯(lián)劑處理技術(shù)以其清潔無污染、耐腐蝕性能好及與基材和漆膜粘結(jié)牢固等優(yōu)點成為最有希望取代傳統(tǒng)處理工藝的方法之一。本文以低碳鋼為金屬基材,以乙醇-水溶液為水解體系,以極化測試結(jié)果為指標,通過正交實驗法確定了低碳鋼表面制備的γ-APS(3-氨丙基三乙氧基硅烷)、γ-GPS(3-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷)硅烷膜的最佳水解工藝條件。其中γ-APS硅烷膜的最佳水解工藝條件為:硅烷體積分數(shù)為7%,水解溫度為25oC,溶液pH=10,醇水比為30/65(v/v)。γ-GPS的最佳水解條件為:水解溫度為25oC,硅烷體積分數(shù)為8%,醇水比為65/30(v/v),溶液pH=3。在γ-GPS浸涂固化中主要考察了固化溫度、固化時間對硅烷膜耐腐蝕性能的影響,電化學交流阻抗測試結(jié)果表明90oC的固化溫度下及固化時間為1 h時得到的γ-GPS硅烷膜耐腐蝕性能最優(yōu)。通過極化測試對比研究了γ-GPS、γ-APS分別在最佳水解條件下的膜防腐蝕性能,以腐蝕電流作為首要指標的分析結(jié)果表明:兩種硅烷膜都能使低碳鋼的耐腐蝕性能大大提高,但疏水性的γ-GPS硅烷膜效果更顯著。硅烷水解溶液的電導率以及紅外譜圖測試結(jié)果表明:硅烷水解平衡意味著硅烷水解成硅醇以及它們之間縮聚反應的平衡。硅烷水解平衡時溶液電導率變化基本穩(wěn)定,溶液硅醇摩爾濃度值最高,是浸涂固化硅烷膜的最佳時間點。為進一步提高硅烷膜的防腐性能,本文還制備了BTSPA(雙(3-(三甲氧基硅基)丙基)胺)、BTSE(雙-(三乙氧基硅烷基)乙烷)、γ-APS的復合膜。通過極化測試討論了水解時間對制備的該復合膜的防腐性能影響,得出該混合硅烷水解溶液的最佳水解時間為9 h。通過以K_2SO_4為電解質(zhì)的交流阻抗測試研究了固化溫度、固化時間對低碳鋼表面復合硅烷膜的膜層性能影響,最終得出固化溫度為90oC、固化時間為2 h的條件下制備的有機硅烷膜對腐蝕介質(zhì)的抗?jié)B性能最優(yōu)。
【關鍵詞】：硅烷膜 低碳鋼 防腐蝕性能 水解
【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 文獻綜述8-16
• 1.1 金屬表面防護傳統(tǒng)工藝8
• 1.2 有機硅烷偶聯(lián)劑在金屬表面防護處理中的應用8
• 1.3 硅烷偶聯(lián)劑概述8-10
• 1.4 硅烷偶聯(lián)劑在金屬材料表面的作用機理10-12
• 1.4.1 金屬表面的處理10
• 1.4.2 硅烷偶聯(lián)劑的水解機理10-11
• 1.4.3 硅烷水解液在金屬表面的成膜機理11-12
• 1.5 有機硅烷防護膜國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.5.1 單純的硅烷膜制備12-13
• 1.5.2 有機硅烷防護膜的改性13-15
• 1.6 本課題的研究意義及內(nèi)容15-16
• 第二章 實驗內(nèi)容與方法16-21
• 2.1 實驗材料及儀器16-17
• 2.1.1 實驗藥品16
• 2.1.2 主要實驗儀器16-17
• 2.2 實驗內(nèi)容17-18
• 2.2.1 硅烷水解溶液的制備17
• 2.2.2 樣品準備17-18
• 2.3 實驗方法18-21
• 2.3.1 正交實驗18
• 2.3.2 主要測試方法18-21
• 第三章 實驗結(jié)果與討論21-47
• 3.1 γ-GPS水解與成膜工藝21-31
• 3.1.1 γ-GPS水解液電導率結(jié)果分析21
• 3.1.2 γ-GPS水解液紅外測試結(jié)果分析21-23
• 3.1.3 γ-GPS正交水解實驗結(jié)果分析23-28
• 3.1.4 γ-GPS固化實驗結(jié)果分析28-31
• 3.2 γ-APS水解與成膜工藝31-37
• 3.2.1 γ-APS水解液紅外測試結(jié)果分析31-32
• 3.2.2 γ-APS正交實驗結(jié)果分析32-37
• 3.3 γ-APS、γ-GPS最佳水解條件下硅烷膜極化測試對比37
• 3.4 混合硅烷的水解與成膜工藝37-47
• 3.4.1 混合硅烷水解液電導率結(jié)果分析37-38
• 3.4.2 混合硅烷溶液紅外吸收光譜分析38-40
• 3.4.3 混合硅烷膜極化測試分析40-41
• 3.4.4 混合硅烷膜交流阻抗譜分析41-47
• 第四章 結(jié)論47-48
• 致謝48-49
• 參考文獻49-56
• 作者簡介56
• 攻讀碩士學位期間研究成果56

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