二氧化硅包覆氧化石墨烯/環(huán)氧復(fù)合涂層防腐性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-23 06:15
近年來,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展呈指數(shù)上升的趨勢(shì),對(duì)能源的需求量供不應(yīng)求,石油天然氣管道輸送的發(fā)展越來越迅速,長(zhǎng)距離、大口徑、跨國(guó)界的國(guó)際油氣管線應(yīng)運(yùn)而生。隨之而來的金屬腐蝕也是越來越嚴(yán)重。然而隨著應(yīng)用領(lǐng)域和腐蝕環(huán)境日益苛刻,目前的傳統(tǒng)涂料已不能滿足當(dāng)前的需要了,亟待開發(fā)出新型高效的金屬防護(hù)技術(shù)手段。環(huán)氧涂料由于其優(yōu)異的抗?jié)B透性和優(yōu)異的耐化學(xué)性被認(rèn)為是金屬防護(hù)防腐涂料的強(qiáng)候選材料之一。然而,環(huán)氧樹脂涂料由于其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的脆性,容易產(chǎn)生裂紋,導(dǎo)致表面出現(xiàn)大量的孔洞。一些腐蝕性介質(zhì)就可以通過這些微孔和裂紋滲透到基材的表面,加速金屬表面的腐蝕。因此,制備出高性能環(huán)氧樹脂防腐涂料是當(dāng)今材料領(lǐng)域研究的一個(gè)重大課題。本論文采用溶膠-凝膠法制備了一種高性能二氧化硅包覆氧化石墨烯(SiO2-GO)納米片,當(dāng)SiO2-GO納米片作為填料均勻分散在環(huán)氧涂層中時(shí),能有效地減少涂層表面的孔洞數(shù)。一系列不同含量(0.1wt%,0.5wt%,1wt%,2wt%)的GO/環(huán)氧復(fù)合涂層和SiO2-GO/環(huán)氧復(fù)合涂層被制備。通過附著力、硬度和抗沖擊性對(duì)涂層的機(jī)械...
【文章來源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
管道腐蝕圖片
西北大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文目前,涂料常用的粘結(jié)劑為聚合物樹脂主要包括環(huán)氧樹脂[23]、丙烯酸樹脂[24]或聚氨(PU)[25]等。環(huán)氧樹脂作為一種高交聯(lián)熱固性塑料,以其優(yōu)異的抗?jié)B透性、優(yōu)異的耐化性、良好的電絕緣性能和對(duì)非均質(zhì)材料的附著力,被廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑和支撐構(gòu)材料中[26]。 環(huán)氧樹脂因其具有較好的粘結(jié)作用,將其制成環(huán)氧樹脂涂料應(yīng)用到石管道內(nèi)壁上時(shí),涂層對(duì)金屬管道具有較強(qiáng)的附著力,因此,當(dāng)一些腐蝕性介質(zhì)與管道壁接觸時(shí),涂層就不會(huì)因?yàn)檎掣搅Σ粡?qiáng)而發(fā)生脫落現(xiàn)象,同時(shí)它還具有較強(qiáng)的抗?jié)B透和耐化學(xué)性,從而可以有效地對(duì)石油管道起到保護(hù)作用。
烯、碳納米管以及納米二氧化硅都表現(xiàn)出了一些自身獨(dú)特的性質(zhì)。將其應(yīng)腐涂料中,可以改變傳統(tǒng)涂料原有的性能,例如耐蝕性、抗沖擊性等[28];┮约凹{米二氧化硅等新型的納米材料,由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性[29-31],已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到金屬防腐蝕領(lǐng)域中。墨烯在防腐涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用烯,一種由碳原子以 sp2雜化連接形成六角型呈蜂巢晶格的平面 2D 材料來剛發(fā)展起來的火熱材料,受到了全球科學(xué)家們的青睞和關(guān)注,所有研究它的發(fā)展動(dòng)態(tài)。這主要是由于石墨烯在可見光下透明但不透氣,比表面積的阻隔性能,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,且應(yīng)用范圍極其廣泛。而應(yīng)用最快的可能就其中包括導(dǎo)電涂料、防腐涂料、阻燃涂料、導(dǎo)熱涂料和高強(qiáng)度涂料等[32]。涂料領(lǐng)域中,將石墨烯作為填料應(yīng)用到防腐涂料中能增加涂層的亮度,改強(qiáng)度,還能增強(qiáng)涂層耐磨性,同時(shí)還為環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。因此,石墨在防腐涂料領(lǐng)域中備受關(guān)注。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氧化石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 周媛,陳先,汪杰,梁小杰,梁忠旭,王慶穎. 中國(guó)涂料. 2017(09)
[2]鋅烯重防腐涂料的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 田振宇,李志剛,瞿研. 涂料技術(shù)與文摘. 2015(09)
[3]銀圭涂層在電力系統(tǒng)應(yīng)用研究[J]. 石磊,鄭薇,鄭煒亮,秦孝來,費(fèi)旋. 全面腐蝕控制. 2015(07)
[4]石墨烯在涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 沈海斌,劉瓊馨,瞿研. 涂料技術(shù)與文摘. 2014(08)
[5]納米復(fù)合海洋涂料在船舶防腐蝕應(yīng)用研究[J]. 王震宇,韓恩厚,劉福春,史洪微,邱再明,郝慶輝. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2014(01)
[6]以氧化石墨烯為氧化介質(zhì)制備石墨烯/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料[J]. 范艷煌,鄒正光,龍飛,吳一,高潔,孔令奇. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]油田產(chǎn)出水腐蝕機(jī)理的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 趙淑楠. 現(xiàn)代營(yíng)銷(學(xué)苑版). 2012(04)
[8]油田桿管腐蝕機(jī)理及化學(xué)防腐技術(shù)的應(yīng)用[J]. 衣延安. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù). 2012(03)
[9]環(huán)氧重防腐涂料在某油田集輸管道防腐的應(yīng)用[J]. 王雷,仇祝峰,史娜. 科技致富向?qū)? 2011(36)
[10]低溫?zé)峁绦弯\–鋁復(fù)合涂層的研究[J]. 張巧云,陳金鳳,陳澤民,張高. 電鍍與涂飾. 2011(03)
博士論文
[1]鎂鋰合金表面涂層及腐蝕性能研究[D]. 高麗麗.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[2]聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的制備及其防腐性能的研究[D]. 楊小剛.中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所) 2008
碩士論文
[1]石墨烯(石墨納米片)/環(huán)氧樹脂船用涂料防腐性能的研究[D]. 吳敢敢.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]氧化石墨烯及其復(fù)合物的制備與表征[D]. 畢朝剛.大連理工大學(xué) 2014
[3]聚苯胺復(fù)合涂層及Mn2O3微球的耐蝕性能研究[D]. 劉洋.大連理工大學(xué) 2013
[4]聚苯胺與石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用[D]. 王耀文.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[5]石質(zhì)文物保護(hù)材料評(píng)價(jià)方法研究[D]. 雷濤.蘭州理工大學(xué) 2010
[6]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的碳鋼、低合金鋼腐蝕預(yù)測(cè)應(yīng)用研究[D]. 李曉峰.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[7]褐藻酸鈉降解產(chǎn)物對(duì)Q235鋼在35‰NaCl溶液中的腐蝕行為影響研究[D]. 周玉波.中國(guó)海洋大學(xué) 2006
本文編號(hào):2994711
【文章來源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
管道腐蝕圖片
西北大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文目前,涂料常用的粘結(jié)劑為聚合物樹脂主要包括環(huán)氧樹脂[23]、丙烯酸樹脂[24]或聚氨(PU)[25]等。環(huán)氧樹脂作為一種高交聯(lián)熱固性塑料,以其優(yōu)異的抗?jié)B透性、優(yōu)異的耐化性、良好的電絕緣性能和對(duì)非均質(zhì)材料的附著力,被廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑和支撐構(gòu)材料中[26]。 環(huán)氧樹脂因其具有較好的粘結(jié)作用,將其制成環(huán)氧樹脂涂料應(yīng)用到石管道內(nèi)壁上時(shí),涂層對(duì)金屬管道具有較強(qiáng)的附著力,因此,當(dāng)一些腐蝕性介質(zhì)與管道壁接觸時(shí),涂層就不會(huì)因?yàn)檎掣搅Σ粡?qiáng)而發(fā)生脫落現(xiàn)象,同時(shí)它還具有較強(qiáng)的抗?jié)B透和耐化學(xué)性,從而可以有效地對(duì)石油管道起到保護(hù)作用。
烯、碳納米管以及納米二氧化硅都表現(xiàn)出了一些自身獨(dú)特的性質(zhì)。將其應(yīng)腐涂料中,可以改變傳統(tǒng)涂料原有的性能,例如耐蝕性、抗沖擊性等[28];┮约凹{米二氧化硅等新型的納米材料,由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性[29-31],已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到金屬防腐蝕領(lǐng)域中。墨烯在防腐涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用烯,一種由碳原子以 sp2雜化連接形成六角型呈蜂巢晶格的平面 2D 材料來剛發(fā)展起來的火熱材料,受到了全球科學(xué)家們的青睞和關(guān)注,所有研究它的發(fā)展動(dòng)態(tài)。這主要是由于石墨烯在可見光下透明但不透氣,比表面積的阻隔性能,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,且應(yīng)用范圍極其廣泛。而應(yīng)用最快的可能就其中包括導(dǎo)電涂料、防腐涂料、阻燃涂料、導(dǎo)熱涂料和高強(qiáng)度涂料等[32]。涂料領(lǐng)域中,將石墨烯作為填料應(yīng)用到防腐涂料中能增加涂層的亮度,改強(qiáng)度,還能增強(qiáng)涂層耐磨性,同時(shí)還為環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。因此,石墨在防腐涂料領(lǐng)域中備受關(guān)注。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氧化石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 周媛,陳先,汪杰,梁小杰,梁忠旭,王慶穎. 中國(guó)涂料. 2017(09)
[2]鋅烯重防腐涂料的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 田振宇,李志剛,瞿研. 涂料技術(shù)與文摘. 2015(09)
[3]銀圭涂層在電力系統(tǒng)應(yīng)用研究[J]. 石磊,鄭薇,鄭煒亮,秦孝來,費(fèi)旋. 全面腐蝕控制. 2015(07)
[4]石墨烯在涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 沈海斌,劉瓊馨,瞿研. 涂料技術(shù)與文摘. 2014(08)
[5]納米復(fù)合海洋涂料在船舶防腐蝕應(yīng)用研究[J]. 王震宇,韓恩厚,劉福春,史洪微,邱再明,郝慶輝. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2014(01)
[6]以氧化石墨烯為氧化介質(zhì)制備石墨烯/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料[J]. 范艷煌,鄒正光,龍飛,吳一,高潔,孔令奇. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]油田產(chǎn)出水腐蝕機(jī)理的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 趙淑楠. 現(xiàn)代營(yíng)銷(學(xué)苑版). 2012(04)
[8]油田桿管腐蝕機(jī)理及化學(xué)防腐技術(shù)的應(yīng)用[J]. 衣延安. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù). 2012(03)
[9]環(huán)氧重防腐涂料在某油田集輸管道防腐的應(yīng)用[J]. 王雷,仇祝峰,史娜. 科技致富向?qū)? 2011(36)
[10]低溫?zé)峁绦弯\–鋁復(fù)合涂層的研究[J]. 張巧云,陳金鳳,陳澤民,張高. 電鍍與涂飾. 2011(03)
博士論文
[1]鎂鋰合金表面涂層及腐蝕性能研究[D]. 高麗麗.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[2]聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的制備及其防腐性能的研究[D]. 楊小剛.中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所) 2008
碩士論文
[1]石墨烯(石墨納米片)/環(huán)氧樹脂船用涂料防腐性能的研究[D]. 吳敢敢.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]氧化石墨烯及其復(fù)合物的制備與表征[D]. 畢朝剛.大連理工大學(xué) 2014
[3]聚苯胺復(fù)合涂層及Mn2O3微球的耐蝕性能研究[D]. 劉洋.大連理工大學(xué) 2013
[4]聚苯胺與石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用[D]. 王耀文.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[5]石質(zhì)文物保護(hù)材料評(píng)價(jià)方法研究[D]. 雷濤.蘭州理工大學(xué) 2010
[6]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的碳鋼、低合金鋼腐蝕預(yù)測(cè)應(yīng)用研究[D]. 李曉峰.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[7]褐藻酸鈉降解產(chǎn)物對(duì)Q235鋼在35‰NaCl溶液中的腐蝕行為影響研究[D]. 周玉波.中國(guó)海洋大學(xué) 2006
本文編號(hào):2994711
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