本文關(guān)鍵詞：分子對銹層界面影響及其耐蝕性的相關(guān)性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,一些大型建筑設(shè)施已經(jīng)進(jìn)入維護(hù)期,為達(dá)到防腐蝕的目的,傳統(tǒng)的防腐蝕涂料需要繁瑣的、徹底的表面預(yù)處理。然而,這種處理方式不僅增加了施工成本,同時(shí),也處理不徹底,殘留的鐵銹和漆膜將在造成膜下腐蝕。為控制這種腐蝕人們采用含單寧酸,磷酸的成分的轉(zhuǎn)銹劑抑制涂層腐蝕,但是這些關(guān)鍵材料不能滿足長效防腐的需要,為此人們進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,先后發(fā)現(xiàn)了一些對抑制銹層腐蝕有效的物質(zhì),但是,這些研究存在明顯的不足,所發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)多半帶有極大的偶然性。本文基于分子結(jié)構(gòu)與抑制銹層腐蝕的關(guān)系,結(jié)合分子自組裝膜技術(shù),合成及選用了一系列具有結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性變化的特殊的分子沉積在鐵銹表面,探索轉(zhuǎn)銹的效果。具體內(nèi)容如下:首先,1)合成了三組具有不同側(cè)基鏈長的功能分子(A_3C_2、A_3C_6、A_3C_(12)、A_3C_(18)、A_2C_2、A_2C_6、A_2C_(12)、A_2C_(18)、A_1C_2、A_1C_6、A_1C_(12)、A_1C_(18)),是以三聚氰胺(A_3)、2-氨基嘧啶(A_2)、2-氨基吡啶(A_1)、乙酸(C_2)、己酸(C_6)、月桂酸(C_(12))和硬脂酸(C_(18))為原料來制備;2)合成了三種環(huán)上氮原子個(gè)數(shù)不等但側(cè)基均有偶聯(lián)功能的功能小分子(A_3KH560、A_2KH560、A_1KH560),是以A_3、A_2、A_1和硅烷偶聯(lián)劑KH-560為原料來制備;3)選用側(cè)基官能團(tuán)不同分子:2-甲酸吡啶、2-羥基吡啶、2-氨基吡啶;4)選用環(huán)上雜原子類型不同的分子:吡啶、呋喃、噻吩。其次,利用極化曲線、交流阻抗技術(shù)、硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)、分子碎片法、掃描電子顯微鏡(SEM)等技術(shù)研究了功能小分子結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性的變化帶來的對帶銹A_3鋼的耐蝕性和銹層界面形貌的影響,證實(shí)了:1)合理的側(cè)基鏈長的功能分子A(3、2、1)C_(12)對銹層耐蝕性的提高較其他側(cè)基鏈長的分子要顯著,環(huán)上含1個(gè)氮雜原子數(shù)的A_1KH560處理過的銹層表面比A_2KH560、A_3KH560更耐蝕,含有羧基和羥基官能團(tuán)的2-甲酸吡啶和2-羥基吡啶比含氨基官能團(tuán)的2-氨基吡啶對提高銹層的耐蝕性更顯著,環(huán)上雜原子為N和O的吡啶和呋喃比雜原子為S的噻吩對提高銹層的耐蝕性更顯著;2)分子碎片法預(yù)估的這些功能分子的疏水參數(shù)與緩蝕能力的密切聯(lián)系,其規(guī)律變化與1)中的規(guī)律大致相同;3)這些功能分子能夠吸附在銹層界面,填充銹層孔洞,使鐵銹的生長形貌改變,1)中優(yōu)選的功能分子與銹層反應(yīng)形成更致密的膜,使界面變得更平整。最后,將所有經(jīng)分子處理過的帶銹A_3鋼表面涂刷上自制的環(huán)氧/PVB復(fù)合涂料,耐腐蝕性測試的結(jié)果表明:1)A_1C_(12)/環(huán)氧和A_2C_(12)/環(huán)氧涂層分別比同組的其他涂層的耐蝕性更佳;2)A_1KH560/環(huán)氧涂層相對于A_2KH560/環(huán)氧和A_3KH560/環(huán)氧涂層的耐蝕性更佳;3)2-甲酸吡啶/環(huán)氧和2-羥基吡啶/環(huán)氧涂層相對于2-氨基吡啶/環(huán)氧涂層的耐蝕性更佳;4)吡啶/環(huán)氧涂層和呋喃/環(huán)氧涂層相對于噻吩/環(huán)氧涂層的耐蝕性更佳;5)涂層基本性能測試結(jié)果也表明A_1C_(12)/環(huán)氧和A_2C_(12)/環(huán)氧涂層、A_1KH560/環(huán)氧涂層、2-甲酸吡啶/環(huán)氧和2-羥基吡啶/環(huán)氧涂層、吡啶/環(huán)氧和呋喃/環(huán)氧涂層的綜合性能相對于同系列的涂層也是優(yōu)良的;涂層耐蝕性的規(guī)律性變化是與功能小分子單純的與銹層作用帶來的耐蝕性的變化是相一致的。綜上所述,在養(yǎng)護(hù)生銹的大型設(shè)備時(shí),考慮到長效防腐,選取轉(zhuǎn)銹功能分子時(shí),更應(yīng)該系統(tǒng)性地考慮分子的支鏈長度,環(huán)上的雜原子個(gè)數(shù)及類型、官能團(tuán)類型等因素,本文的研究內(nèi)容為我們選取轉(zhuǎn)銹的功能分子結(jié)構(gòu)提供了系統(tǒng)的、規(guī)律的、有效的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：耐腐蝕 表面處理 自組裝 帶銹表面 銹轉(zhuǎn)化 功能分子
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第1章 緒論16-26
• 1.1 研究背景及選題意義16
• 1.2 裸露鋼鐵表面處理-分子在鋼鐵表面自組裝技術(shù)16-19
• 1.2.1 金屬-有機(jī)配位鍵作用下的自組裝17
• 1.2.2 鋼鐵表面自組裝膜17
• 1.2.3 不同類型的分子對鋼鐵表面自組裝膜的影響17-19
• 1.3 帶銹鋼鐵表面處理-帶銹涂料19-22
• 1.3.1 鋼鐵的腐蝕機(jī)理及銹層的性質(zhì)19-20
• 1.3.2 帶銹涂料概述20-21
• 1.3.3 國內(nèi)帶銹涂料的發(fā)展21-22
• 1.3.4 國外帶銹涂料的發(fā)展22
• 1.4 基于鋼鐵表面自組裝技術(shù)-分子在銹層轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用22-23
• 1.5 功能分子在帶銹涂料中研究意義23-24
• 1.6 本文的研究內(nèi)容24-26
• 第2章 功能分子的合成與表征26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備26-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料26-27
• 2.2.2 原料簡介27-28
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備28-29
• 2.3 三聚氰胺為分子主體的功能分子的合成29-30
• 2.3.1 合成路線29
• 2.3.2 合成方法29-30
• 2.4 2-氨基嘧啶為分子主體的功能分子的合成30-31
• 2.4.1 合成路線30
• 2.4.2 合成方法30-31
• 2.5 2-氨基吡啶為分子主體的功能分子的合成31-32
• 2.5.1 合成路線31
• 2.5.2 合成方法31-32
• 2.6 分析表征方法32
• 2.7 合成路線中目標(biāo)產(chǎn)物的表征32-35
• 2.8 本章小結(jié)35-36
• 第3章 分子結(jié)構(gòu)變化對銹層界面及耐蝕性的影響36-68
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備37-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料37
• 3.2.2 原料簡介37-39
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備39-40
• 3.3 基于配位自組裝的分子預(yù)處理銹層表面的試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)40
• 3.4 分析表征方法和測試手段40-41
• 3.5 功能分子側(cè)基鏈長對銹層轉(zhuǎn)化效果的研究41-50
• 3.5.1 不同側(cè)基鏈長的功能分子對銹層形貌的影響41-44
• 3.5.2 功能分子預(yù)處理銹層表面后測得的極化曲線44-47
• 3.5.3 功能分子預(yù)處理銹層表面后測得的阻抗47-49
• 3.5.4 硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)49-50
• 3.6 功能分子雜環(huán)主體含氮原子個(gè)數(shù)對銹層轉(zhuǎn)化效果的研究50-53
• 3.6.1 雜環(huán)上不同N原子個(gè)數(shù)的功能分子對銹層形貌的影響50-51
• 3.6.2 功能分子預(yù)處理銹層表面后測得的極化曲線和阻抗51-53
• 3.6.3 硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)53
• 3.7 分子環(huán)側(cè)基官能團(tuán)變化對銹層轉(zhuǎn)化效果的研究53-57
• 3.7.1 側(cè)基官能團(tuán)類型不同的功能分子對銹層形貌的影響53-54
• 3.7.2 功能分子預(yù)處理銹層表面后測得的極化曲線和阻抗54-56
• 3.7.3 硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)56-57
• 3.8 分子環(huán)上雜原子類型變化對銹層轉(zhuǎn)化效果的研究57-61
• 3.8.1 環(huán)上雜原子類型變化的功能分子對銹層形貌的影響57-58
• 3.8.2 功能分子預(yù)處理銹層表面后測得的極化曲線和阻抗58-61
• 3.8.3 硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)61
• 3.9 分子碎片法探究分子的疏水親脂能力與緩蝕效果的關(guān)聯(lián)61-65
• 3.10 本章小結(jié)65-68
• 第4章 分子結(jié)構(gòu)變化對帶銹涂層耐蝕性的影響68-86
• 4.1 引言68-69
• 4.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備69
• 4.2.1 原料簡介69
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備69
• 4.3 基于分子預(yù)處理銹層的帶銹涂料的制備工藝69-70
• 4.4 分析表征方法和測試手段70
• 4.5 不同結(jié)構(gòu)的分子預(yù)處理銹層表面后對涂層耐蝕性的影響的研究70-84
• 4.5.1 不同側(cè)基鏈長的功能分子對涂層耐蝕性的影響70-75
• 4.5.2 功能分子雜環(huán)主體含氮原子個(gè)數(shù)變化對涂層耐蝕性的影響75-77
• 4.5.3 分子環(huán)側(cè)基官能團(tuán)變化對涂層耐蝕性的影響77-80
• 4.5.4 分子環(huán)上雜原子類型變化對涂層耐蝕性的影響80-83
• 4.5.5 涂層的基本性能測試結(jié)果及討論83-84
• 4.6 本章小結(jié)84-86
• 結(jié)論86-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)位論文及專利94-96
• 致謝96

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