為研究丙烯酸聚氨酯涂層在高濕熱海洋大氣中的環(huán)境適應性及老化規(guī)律,在海南西沙永興島對其開展戶外大氣暴露試驗。通過傅里葉紅外光譜（FTIR）、X射線光電子能譜（XPS）、電化學阻抗譜（EIS）、掃描電子顯微鏡（SEM）等手段分析了不同老化時間下的涂層性能變化情況。結果表明:經(jīng)過18個月的西沙永興島戶外大氣暴露試驗,丙烯酸聚氨酯防護涂層主要宏觀性能變化為粉化3級,推測氨基甲酸酯鍵（-NHCOO-）發(fā)生斷裂,導致涂層致密性下降和綜合防護性能降低。 

【文章來源】：材料保護. 2020,53(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

丙烯酸聚氨酯涂層不同試驗時間的SEM形貌4 000×

丙烯酸聚氨酯防護涂層在自然暴露試驗過程中的紅外光譜變化見圖2。由圖2可知，試驗前后防護涂層中在3 350 cm-1處寬吸收峰是由含締合氫鍵的O-H和N-H伸縮振動吸收峰部分重疊形成的;2 850 cm-1處的吸收峰是次甲基-CH2-的伸縮振動峰，經(jīng)過12個月戶外老化后吸收峰減弱，表明含-CH2-基團的長鏈發(fā)生裂解;自然環(huán)境試驗12個月后，1 720 cm-1處氨基甲酸酯基團-NHCOO-中羰基-C=O的吸收振動峰減弱，1 532,1 445 cm-1處仲胺-NH-吸收振動峰減弱，1 602 cm-1處-NH2伯胺吸收峰變強，1 013 cm-1處的特征-C-O吸收峰增強。紅外結果表明經(jīng)過12個月西沙永興島戶外老化后，防護涂層中-CH2-長鏈發(fā)生部分斷裂，涂層固化基團氨基甲酸酯發(fā)生斷裂形成-NH2和羧酸基團。

采用X射線光電子能譜儀對丙烯酸聚氨酯防護涂層中C、N、O原子濃度及C價態(tài)進行分析，測試結果見圖3、表3。自然環(huán)境試驗中防護涂層光氧老化產(chǎn)生含氧基團，導致O原子濃度升高，由表3可知C/O比由初始的2.86降為1.96，這與ATR-FTIR分析結果一致。為進一步了解丙烯酸聚氨酯防護涂層的老化過程，采用XPS peak分峰軟件對C1s進行分峰擬合分析，見圖4和表4。由圖4、表4可知，未老化的丙烯酸聚氨酯防護涂層C1s譜由4個特征峰組成，分別是284.79 eV的C-H和C-C特征峰、285.37 eV處C-N和C-H特征峰、286.69eV處C-O特征峰和288.71 eV處的C=O特征峰。西沙永興島戶外自然環(huán)境試驗12個月后，丙烯酸聚氨酯防護涂層C1s譜依舊由4個峰組成，分別是284.62eV(C-H、C-C)、285.17 eV(C-N、C-H)、286.47 eV(C-O)和288.69 eV(C=O)。自然環(huán)境試驗12個月致使防護涂層中C-O所占百分比由29.01%下降12.81%,C=O所占百分比由5.65%升高至8.07%，推測聚氨酯固化基團-NHCOO-中的C-O基團發(fā)生斷裂后形成了C=O。

【參考文獻】：
期刊論文
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