海洋環(huán)境中,金屬的腐蝕對(duì)其中運(yùn)行的船舶、海洋平臺(tái)等設(shè)備具有極大的威脅,有機(jī)涂層防護(hù)是最簡單也是最經(jīng)濟(jì)的防腐蝕技術(shù)。然而,普通有機(jī)涂層均具有各自的缺陷,這些缺陷限制了涂料的應(yīng)用范圍。因此需要對(duì)其進(jìn)行改性以提高涂層的性能。石墨烯和氧化石墨烯具有諸多優(yōu)異的性能,如比表面積極高、表面吸附力強(qiáng)、表面能大等,與樹脂混合后有利于提高樹脂的綜合性能。本文以氟碳樹脂、環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯為樹脂基體,以石墨烯和氧化石墨烯為填料,采用旋涂的方式,在低碳鋼表面制備了一系列不同填料含量的復(fù)合涂層。采用紅外光譜和場發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)石墨烯和氧化石墨烯形貌進(jìn)行了表征分析;采用靜接觸角測試儀、拉拔法測試儀和顯微硬度測試儀對(duì)復(fù)合涂層的疏水性、結(jié)合強(qiáng)度及顯微硬度進(jìn)行了研究;通過鹽霧試驗(yàn)和電化學(xué)阻抗譜對(duì)復(fù)合涂層的耐蝕性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),石墨烯和氧化石墨烯表面含有羥基、羧基、羰基和環(huán)氧基等基團(tuán),掃描電鏡發(fā)現(xiàn)兩者均以復(fù)雜的褶皺形態(tài)存在。通過對(duì)復(fù)合涂層的物理性能和防腐蝕性能的研究發(fā)現(xiàn),石墨烯能在一定程度上提高涂層的接觸角,而氧化石墨烯則會(huì)降低涂層接觸角,兩者均對(duì)涂層的結(jié)合強(qiáng)度和顯微硬度有顯著的提升作用。石墨烯對(duì)三種涂層結(jié)... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

金屬Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕原理

（c） （d）圖 1-2 有機(jī)涂層失效及持續(xù)惡化示意圖（4）有機(jī)涂層附著力的喪失有機(jī)涂層在金屬表面的附著與金屬的腐蝕密切相關(guān)。涂層下的金屬發(fā)生，涂層將由于水分子與有機(jī)聚合物和氧化膜之間的相互作用引起的化學(xué)解和滲透壓的積聚壓力甚至?xí)䦟?dǎo)致涂層喪失與金屬間的結(jié)合[12]。若涂層與的結(jié)合力較弱，涂層的破壞將形成容納電解質(zhì)的微區(qū)，這將加速金屬的腐基于對(duì)金屬腐蝕和有機(jī)涂層失效過程的理解，可以通過以下手段提高涂護(hù)性能：（i）通過開發(fā)具有降低的滲透性的涂層來降低 H2O、O2和離子的滲透；（ii）阻礙電子向陰極區(qū)的傳輸；（iii）通過預(yù)處理表面或在涂層中添加抑制劑陰極或陽極反應(yīng)；（iv）粗糙的金屬表面將延長陽極和陰極物質(zhì)的橫向擴(kuò)散路徑，同時(shí)也有機(jī)涂層的附著力。

1.3.2 納米粒子改性納米粒子改性是在樹脂中添加納米材料，通過納米粒子與樹脂分子鏈間的、共價(jià)鍵等作用力來改善樹脂的力學(xué)性能和防護(hù)性能。由于普通有機(jī)涂層耐擦傷性、抗劃傷性和耐磨性不足，其耐久性和美學(xué)外由于外界的各項(xiàng)因素影響而迅速受損�？朔@些缺陷的一個(gè)主要方法是將填料與有機(jī)聚合物混合，利用納米粒子尺寸較小、表面能高、比表面積大、活性高與吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通過與樹脂活性基團(tuán)的鍵合作用，提高分子間用力及涂層與金屬間的結(jié)合力[22,23]，還可以在涂層中可以起到對(duì)涂層孔洞、等缺陷的填充（圖 1-3），納米粒子與樹脂間的協(xié)同作用還可以增強(qiáng)涂層的物蔽性能和機(jī)械性能[24,25]，延長 H2O、O2及 Cl-在涂層中的擴(kuò)散通道，增強(qiáng)涂防腐蝕性能[26]。常用的納米粒子主要有 TiO2[27]，ZnO[28]，SiO2[29]，CNTs[30]，Al2O3[。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]石墨烯基復(fù)合材料的制備與防腐蝕性能研究[D]. 陳松.西南石油大學(xué) 2014
[2]石墨烯的制備及其摩擦學(xué)性能研究[D]. 張永康.南京理工大學(xué) 2013
[3]原位聚合法制備納米ZnO/環(huán)氧復(fù)合材料及其性能研究[D]. 張新燁.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3247213