聚苯并噁嗪與納米粘土復(fù)合涂層的制備及防腐蝕性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-09 12:21
金屬腐蝕造成了全世界范圍的金屬流失,導(dǎo)致金屬材料壽命降低,機(jī)械強(qiáng)度降低,引發(fā)一系列的安全問題和環(huán)境問題,提升了設(shè)備的維護(hù)成本。由于有機(jī)涂層能夠?qū)⒔饘倥c周圍的腐蝕環(huán)境有效地隔絕開來,離子遷移得到了遏制,電子傳遞也受到絕緣的涂層的阻礙,所以在眾多的防腐技術(shù)中脫穎而出,應(yīng)用廣泛。聚苯并噁嗪是最近被人研究開發(fā)的一類新型樹脂,有諸多特性,比如吸水量低,固化時(shí)體積收縮率小,兼具疏水性和電絕緣性,另外聚苯并噁嗪分子設(shè)計(jì)靈活,方便引入其它官能團(tuán),將其應(yīng)用于防腐蝕涂層材料領(lǐng)域潛力巨大。本文主要合成了兩種不同類型的苯并噁嗪,通過摻雜不同類型的納米粘土制備不同的復(fù)合涂層,涂覆于低碳鋼(MS)表面并考察納米粘土的插層結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合涂層的防腐蝕性能的影響。首先以丁胺,多聚甲醛和雙酚A為原料合成了 2,2-雙(3-n-丁基-3,4-二氫-2H-1,3-苯并噁嗪)異丙烷BA-b,采用傅里葉紅外光譜FTIR以及氫核磁共振光譜1HNMR證實(shí)其結(jié)構(gòu),同時(shí)將其涂覆于低碳鋼表面,在不同溫度下固化不同的時(shí)間,考察其防腐蝕性能。電化學(xué)測試表明,當(dāng)BA-b固化溫度為200℃,固化時(shí)間為2h時(shí),腐蝕電流密度最小為2.71 × 1 0-1...
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2典型的三電極電化學(xué)測試系統(tǒng)(1是參比電極;2是對(duì)電極;3是玻璃管;4是電解液;5??
理的備選方案[39];诜栏g涂層對(duì)于表面疏水性和基體附著力的需求,周等[4G]首先將??硅氧烷功能化的聚苯并噁嗪作為防腐蝕涂層應(yīng)用在低碳鋼防腐蝕上,其單體聚合成膜過??程如圖1.5所示,并通過傅里葉紅外變換光譜(FTIR)和核磁共振譜(NMR)對(duì)poly??(BA-aptms)的進(jìn)行了研究。值得說明的是硅烷官能化聚苯并噁嗪制備過程中伴隨著Si-??O-Si網(wǎng)絡(luò)的形成。硅氧烷結(jié)構(gòu)中的活性甲氧基團(tuán)可以在未添加催化劑的條件下進(jìn)行水解??縮合反應(yīng)。這樣便為聚合物涂層増加了額外的交聯(lián)質(zhì)點(diǎn),提高了其交聯(lián)密度。更重要的??是,這個(gè)過程中形成Si的硅醇基團(tuán)不但可以相互反應(yīng)形成Si-0-Si網(wǎng)絡(luò),還可與金屬表??面的羥基反應(yīng),進(jìn)而Si轉(zhuǎn)化為Si-0-Fe鍵,大大增強(qiáng)了涂層與基材的附著力[411。同時(shí),??poly(BA-atpms)表現(xiàn)出優(yōu)異的防腐蝕性能,樣品腐蝕速率由SAxH^mmyear-1降低為涂??覆后的6.80x10°?mm?year-1
BA-aptms?Poly(BA-ap。恚螅?Coating??圖1.5?poly(BA-aptms)的形成過程(f3分別代表poly(BA-aptms)中硅原子與其它桂原子發(fā)生縮聚??的程度。0代表未發(fā)生縮聚;1代表僅有一個(gè)硅氧燒發(fā)生了縮聚;2代表有兩個(gè)硅氧烷發(fā)生了縮??聚;3代表三個(gè)硅氧烷均發(fā)生了縮聚)??Fig.?1.5?Formation?process?of?poly(BA-aptms).?(70'3?represents?the?condensation?degree?of?silicon?atoms.??0-3?are?assigned?to?uncondensed,terminal,linear,?and?fiilly?condensed?of?silane?structure,?respectively)??1.4.2聚苯并噁嗪的復(fù)合防腐蝕涂層??復(fù)合兩種或兩種以上有機(jī)或無機(jī)組分是提高聚苯并噁嗪性能的有效手段。通常通過??物理或化學(xué)方法向聚苯并噁嗪中引入其他有效功能組分可顯著提升其物理化學(xué)性質(zhì),如??熱穩(wěn)定性,低介電性,疏水性等[42#]。因此,基于聚苯并噁嗪的復(fù)合防腐蝕涂層材料也??得到了人們的廣泛關(guān)注。??1.4.2.1聚苯并噁嗪/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層??苯并噁嗪開環(huán)過程中產(chǎn)生的酚羥基與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團(tuán)可發(fā)生反應(yīng)[45],進(jìn)而向復(fù)??合體系引入額外的交聯(lián)位點(diǎn)
本文編號(hào):3220568
【文章來源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2典型的三電極電化學(xué)測試系統(tǒng)(1是參比電極;2是對(duì)電極;3是玻璃管;4是電解液;5??
理的備選方案[39];诜栏g涂層對(duì)于表面疏水性和基體附著力的需求,周等[4G]首先將??硅氧烷功能化的聚苯并噁嗪作為防腐蝕涂層應(yīng)用在低碳鋼防腐蝕上,其單體聚合成膜過??程如圖1.5所示,并通過傅里葉紅外變換光譜(FTIR)和核磁共振譜(NMR)對(duì)poly??(BA-aptms)的進(jìn)行了研究。值得說明的是硅烷官能化聚苯并噁嗪制備過程中伴隨著Si-??O-Si網(wǎng)絡(luò)的形成。硅氧烷結(jié)構(gòu)中的活性甲氧基團(tuán)可以在未添加催化劑的條件下進(jìn)行水解??縮合反應(yīng)。這樣便為聚合物涂層増加了額外的交聯(lián)質(zhì)點(diǎn),提高了其交聯(lián)密度。更重要的??是,這個(gè)過程中形成Si的硅醇基團(tuán)不但可以相互反應(yīng)形成Si-0-Si網(wǎng)絡(luò),還可與金屬表??面的羥基反應(yīng),進(jìn)而Si轉(zhuǎn)化為Si-0-Fe鍵,大大增強(qiáng)了涂層與基材的附著力[411。同時(shí),??poly(BA-atpms)表現(xiàn)出優(yōu)異的防腐蝕性能,樣品腐蝕速率由SAxH^mmyear-1降低為涂??覆后的6.80x10°?mm?year-1
BA-aptms?Poly(BA-ap。恚螅?Coating??圖1.5?poly(BA-aptms)的形成過程(f3分別代表poly(BA-aptms)中硅原子與其它桂原子發(fā)生縮聚??的程度。0代表未發(fā)生縮聚;1代表僅有一個(gè)硅氧燒發(fā)生了縮聚;2代表有兩個(gè)硅氧烷發(fā)生了縮??聚;3代表三個(gè)硅氧烷均發(fā)生了縮聚)??Fig.?1.5?Formation?process?of?poly(BA-aptms).?(70'3?represents?the?condensation?degree?of?silicon?atoms.??0-3?are?assigned?to?uncondensed,terminal,linear,?and?fiilly?condensed?of?silane?structure,?respectively)??1.4.2聚苯并噁嗪的復(fù)合防腐蝕涂層??復(fù)合兩種或兩種以上有機(jī)或無機(jī)組分是提高聚苯并噁嗪性能的有效手段。通常通過??物理或化學(xué)方法向聚苯并噁嗪中引入其他有效功能組分可顯著提升其物理化學(xué)性質(zhì),如??熱穩(wěn)定性,低介電性,疏水性等[42#]。因此,基于聚苯并噁嗪的復(fù)合防腐蝕涂層材料也??得到了人們的廣泛關(guān)注。??1.4.2.1聚苯并噁嗪/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層??苯并噁嗪開環(huán)過程中產(chǎn)生的酚羥基與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團(tuán)可發(fā)生反應(yīng)[45],進(jìn)而向復(fù)??合體系引入額外的交聯(lián)位點(diǎn)
本文編號(hào):3220568
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