功能化有機(jī)硅納米復(fù)合涂層的制備及防腐防污性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-29 14:46
海洋環(huán)境一類非常復(fù)雜并且嚴(yán)苛的天然平衡體系,因此海洋環(huán)境對金屬材料表面功能防護(hù)性以及耐久性提出了更高的要求,海洋腐蝕和海洋生物污損是目前人們面臨的兩大海洋問題。有機(jī)硅高分子材料由于其優(yōu)異的耐高低溫、耐候、耐老化、生理惰性等性能,作為防護(hù)涂層材料廣泛應(yīng)用于海洋防腐和海洋防污。但是有機(jī)硅涂層應(yīng)用在防腐防污領(lǐng)域仍具有防護(hù)效果不佳、功能單一等問題,因此我們通過在有機(jī)硅涂層中添加功能納米粒子來提高涂層的防腐性能和防污性能,并通過功能納米粒子的復(fù)合以及有機(jī)硅高分子的復(fù)合構(gòu)筑了兼具防腐防污性能的復(fù)合有機(jī)硅涂層。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)論如下:(1)、通過3-氨基丙基三乙氧基硅烷對氧化石墨烯GO表面進(jìn)行接枝,成功制備了硅烷化石墨烯f-GNs,將f-GNs加入到巰基功能化的有機(jī)硅溶膠中制備了硅烷化石墨烯增效的有機(jī)硅溶膠-凝膠防腐涂層。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)f-GNs可以在溶膠體系中穩(wěn)定分散,通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和鹽霧實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)f-GNs的加入有效提高了巰基功能化有機(jī)硅溶膠-凝膠涂層在銅合金表面的耐腐蝕性能,其中0.1 wt%f-GNs摻雜的溶膠-凝膠涂層的阻抗模值為2.45×10~6Ωcm~2,相比于未摻雜的涂層提高了一倍。同時(shí)...
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 海洋環(huán)境概況
1.2 海洋環(huán)境中的金屬腐蝕
1.2.1 金屬腐蝕概況
1.2.2 海洋材料腐蝕防護(hù)
1.2.3 海洋防腐涂料研究現(xiàn)狀
1.3 海洋環(huán)境中的生物污損
1.3.1 海洋污損概況
1.3.2 海洋防污技術(shù)
1.3.3 海洋防污涂層研究現(xiàn)狀
1.4 有機(jī)硅高分子涂層材料
1.4.1 有機(jī)硅高分子
1.4.2 有機(jī)硅高分子在防腐/防污涂層領(lǐng)域應(yīng)用
1.5 幾種典型的納米填料在防腐防污領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5.1 石墨烯及其衍生物
1.5.2 納米銀材料
1.6 論文的研究意義、思路及內(nèi)容
1.6.1 研究意義
1.6.2 研究思路
1.6.3 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 表征方法
2.3.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
2.3.2 微觀形貌表征
2.3.3 材料性能表征
第三章 硅烷化石墨烯增效有機(jī)硅溶膠凝膠涂層防腐性能的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 硅烷化石墨烯的制備
3.2.2 硅烷化石墨烯/有機(jī)硅溶膠-凝膠涂層的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 硅烷化石墨烯表征
3.3.1.1 硅烷化石墨烯結(jié)構(gòu)分析
3.3.1.2 硅烷化石墨烯形貌分析
3.3.1.3 硅烷化石墨烯熱分析
3.3.1.4 硅烷化石墨烯分散穩(wěn)定性
3.3.2 復(fù)合涂層的表征
3.3.2.1 復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)分析
3.3.2.2 復(fù)合涂層的形貌分析
3.3.2.3 復(fù)合涂層的熱分析
3.3.2.4 復(fù)合涂層與基底的粘結(jié)強(qiáng)度
3.3.3 復(fù)合涂層耐腐蝕性能研究
3.3.3.1 電化學(xué)測試
3.3.3.2 鹽霧實(shí)驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
第四章 納米銀復(fù)合水凝膠增效有機(jī)硅涂層防污性能的研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 親水性聚合物的合成
4.2.2 納米銀復(fù)合水凝膠/有機(jī)硅涂層制備
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 親水性聚合物的表征
4.3.2 納米銀的表征
4.3.3 復(fù)合涂層的的表征
4.3.3.1 復(fù)合涂層的化學(xué)組成分析
4.3.3.2 復(fù)合涂層IPN結(jié)構(gòu)的表征
4.3.3.3 親水性聚合物遷移的研究
4.3.4 復(fù)合涂層的防污性能研究
4.3.4.1 抗菌實(shí)驗(yàn)
4.3.4.2 抗藻實(shí)驗(yàn)
4.3.4.3 實(shí)海掛板
4.4 本章小結(jié)
第五章 負(fù)載納米銀石墨烯增效有機(jī)硅溶膠凝膠涂層防腐防污性能的研究
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 負(fù)載納米銀石墨烯的制備
5.2.2 載銀石墨烯/有機(jī)硅溶膠-凝膠復(fù)合涂層的制備
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 載銀石墨烯的表征
5.3.1.1 載銀石墨烯的結(jié)構(gòu)分析
5.3.1.2 載銀石墨烯的形貌分析
5.3.1.3 納米銀在石墨烯表面負(fù)載機(jī)制
5.3.1.4 載銀石墨烯的分散穩(wěn)定性
5.3.2 復(fù)合涂層的表征
5.3.2.1 復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)分析
5.3.2.2 復(fù)合涂層的形貌分析
5.3.2.3 復(fù)合涂層的疏水性能分析
5.3.3 復(fù)合涂層的耐腐蝕性能研究
5.3.4 復(fù)合涂層的防污性能研究
5.3.4.1 抗菌實(shí)驗(yàn)
5.3.4.2 抗藻類貼附實(shí)驗(yàn)
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請的國家發(fā)明專利
作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的項(xiàng)目
作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)交流
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]巰基有機(jī)硅溶膠-凝膠涂層對銅合金H90的腐蝕防護(hù)性能研究[J]. 沈路力,彭叔森,王剛,曾志翔,烏學(xué)東. 表面技術(shù). 2018(10)
[2]納米銀的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 郭榮輝,王燦,彭靈慧,向誠. 成都紡織高等?茖W(xué)校學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黃國家,陳志剛,李茂東,楊波,辛明亮,李仕平,尹宗杰. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]金屬表面納米化及其對材料性能影響的研究進(jìn)展[J]. 何柏林,熊磊. 兵器材料科學(xué)與工程. 2016(02)
[5]有機(jī)硅低表面能海洋防污涂料研究進(jìn)展[J]. 秦瑞瑞,胡生祥,宮祥怡. 有機(jī)硅材料. 2015(01)
[6]納米銀-氧化石墨烯復(fù)合材料抗菌性能研究進(jìn)展[J]. 鐘濤,楊娟,周亞洲,鄭思輝. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(S1)
[7]納米SiO2/改性丙烯酸樹脂低表面能防污涂料[J]. 史洪微,劉福春,韓恩厚,郝慶輝,邱再明. 中國材料進(jìn)展. 2014(02)
[8]海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)——現(xiàn)狀與趨勢[J]. 韓恩厚,陳建敏,宿彥京,劉敏. 中國材料進(jìn)展. 2014(02)
[9]奇妙的海洋生物[J]. 陳重威. 今日中學(xué)生. 2009(31)
[10]有機(jī)硅改性聚氨酯的合成及其防腐性能研究[J]. 王金偉,陳磊,陶然,李文波. 中國涂料. 2006(11)
博士論文
[1]納米材料尺寸依賴的生物學(xué)效應(yīng)及應(yīng)用研究[D]. 張歡.中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
[2]海洋環(huán)境下銅鎳合金的微生物附著腐蝕與防護(hù)研究[D]. 尹兵.中國海洋大學(xué) 2012
碩士論文
[1]多功能有機(jī)/石墨烯復(fù)合涂層的制備與性能研究[D]. 邱詩惠.寧波大學(xué) 2018
[2]新型納米復(fù)合海洋防腐防污涂料的制備及性能研究[D]. 岳鑫.天津大學(xué) 2014
[3]金屬納米材料作為過氧化物模擬酶及其應(yīng)用研究[D]. 陳昱瑾.西南大學(xué) 2013
本文編號(hào):3697880
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 海洋環(huán)境概況
1.2 海洋環(huán)境中的金屬腐蝕
1.2.1 金屬腐蝕概況
1.2.2 海洋材料腐蝕防護(hù)
1.2.3 海洋防腐涂料研究現(xiàn)狀
1.3 海洋環(huán)境中的生物污損
1.3.1 海洋污損概況
1.3.2 海洋防污技術(shù)
1.3.3 海洋防污涂層研究現(xiàn)狀
1.4 有機(jī)硅高分子涂層材料
1.4.1 有機(jī)硅高分子
1.4.2 有機(jī)硅高分子在防腐/防污涂層領(lǐng)域應(yīng)用
1.5 幾種典型的納米填料在防腐防污領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5.1 石墨烯及其衍生物
1.5.2 納米銀材料
1.6 論文的研究意義、思路及內(nèi)容
1.6.1 研究意義
1.6.2 研究思路
1.6.3 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 表征方法
2.3.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
2.3.2 微觀形貌表征
2.3.3 材料性能表征
第三章 硅烷化石墨烯增效有機(jī)硅溶膠凝膠涂層防腐性能的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 硅烷化石墨烯的制備
3.2.2 硅烷化石墨烯/有機(jī)硅溶膠-凝膠涂層的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 硅烷化石墨烯表征
3.3.1.1 硅烷化石墨烯結(jié)構(gòu)分析
3.3.1.2 硅烷化石墨烯形貌分析
3.3.1.3 硅烷化石墨烯熱分析
3.3.1.4 硅烷化石墨烯分散穩(wěn)定性
3.3.2 復(fù)合涂層的表征
3.3.2.1 復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)分析
3.3.2.2 復(fù)合涂層的形貌分析
3.3.2.3 復(fù)合涂層的熱分析
3.3.2.4 復(fù)合涂層與基底的粘結(jié)強(qiáng)度
3.3.3 復(fù)合涂層耐腐蝕性能研究
3.3.3.1 電化學(xué)測試
3.3.3.2 鹽霧實(shí)驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
第四章 納米銀復(fù)合水凝膠增效有機(jī)硅涂層防污性能的研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 親水性聚合物的合成
4.2.2 納米銀復(fù)合水凝膠/有機(jī)硅涂層制備
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 親水性聚合物的表征
4.3.2 納米銀的表征
4.3.3 復(fù)合涂層的的表征
4.3.3.1 復(fù)合涂層的化學(xué)組成分析
4.3.3.2 復(fù)合涂層IPN結(jié)構(gòu)的表征
4.3.3.3 親水性聚合物遷移的研究
4.3.4 復(fù)合涂層的防污性能研究
4.3.4.1 抗菌實(shí)驗(yàn)
4.3.4.2 抗藻實(shí)驗(yàn)
4.3.4.3 實(shí)海掛板
4.4 本章小結(jié)
第五章 負(fù)載納米銀石墨烯增效有機(jī)硅溶膠凝膠涂層防腐防污性能的研究
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 負(fù)載納米銀石墨烯的制備
5.2.2 載銀石墨烯/有機(jī)硅溶膠-凝膠復(fù)合涂層的制備
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 載銀石墨烯的表征
5.3.1.1 載銀石墨烯的結(jié)構(gòu)分析
5.3.1.2 載銀石墨烯的形貌分析
5.3.1.3 納米銀在石墨烯表面負(fù)載機(jī)制
5.3.1.4 載銀石墨烯的分散穩(wěn)定性
5.3.2 復(fù)合涂層的表征
5.3.2.1 復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)分析
5.3.2.2 復(fù)合涂層的形貌分析
5.3.2.3 復(fù)合涂層的疏水性能分析
5.3.3 復(fù)合涂層的耐腐蝕性能研究
5.3.4 復(fù)合涂層的防污性能研究
5.3.4.1 抗菌實(shí)驗(yàn)
5.3.4.2 抗藻類貼附實(shí)驗(yàn)
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請的國家發(fā)明專利
作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的項(xiàng)目
作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)交流
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]巰基有機(jī)硅溶膠-凝膠涂層對銅合金H90的腐蝕防護(hù)性能研究[J]. 沈路力,彭叔森,王剛,曾志翔,烏學(xué)東. 表面技術(shù). 2018(10)
[2]納米銀的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 郭榮輝,王燦,彭靈慧,向誠. 成都紡織高等?茖W(xué)校學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黃國家,陳志剛,李茂東,楊波,辛明亮,李仕平,尹宗杰. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]金屬表面納米化及其對材料性能影響的研究進(jìn)展[J]. 何柏林,熊磊. 兵器材料科學(xué)與工程. 2016(02)
[5]有機(jī)硅低表面能海洋防污涂料研究進(jìn)展[J]. 秦瑞瑞,胡生祥,宮祥怡. 有機(jī)硅材料. 2015(01)
[6]納米銀-氧化石墨烯復(fù)合材料抗菌性能研究進(jìn)展[J]. 鐘濤,楊娟,周亞洲,鄭思輝. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(S1)
[7]納米SiO2/改性丙烯酸樹脂低表面能防污涂料[J]. 史洪微,劉福春,韓恩厚,郝慶輝,邱再明. 中國材料進(jìn)展. 2014(02)
[8]海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)——現(xiàn)狀與趨勢[J]. 韓恩厚,陳建敏,宿彥京,劉敏. 中國材料進(jìn)展. 2014(02)
[9]奇妙的海洋生物[J]. 陳重威. 今日中學(xué)生. 2009(31)
[10]有機(jī)硅改性聚氨酯的合成及其防腐性能研究[J]. 王金偉,陳磊,陶然,李文波. 中國涂料. 2006(11)
博士論文
[1]納米材料尺寸依賴的生物學(xué)效應(yīng)及應(yīng)用研究[D]. 張歡.中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2014
[2]海洋環(huán)境下銅鎳合金的微生物附著腐蝕與防護(hù)研究[D]. 尹兵.中國海洋大學(xué) 2012
碩士論文
[1]多功能有機(jī)/石墨烯復(fù)合涂層的制備與性能研究[D]. 邱詩惠.寧波大學(xué) 2018
[2]新型納米復(fù)合海洋防腐防污涂料的制備及性能研究[D]. 岳鑫.天津大學(xué) 2014
[3]金屬納米材料作為過氧化物模擬酶及其應(yīng)用研究[D]. 陳昱瑾.西南大學(xué) 2013
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