碳钢表面聚氨酯/石墨烯复合防腐涂层的制备及性能研究

发布时间：2021-05-14 13:19

　　腐蚀是通过化学或电化学方法对金属和合金的降解,在经济,安全和健康方面都造成了一定的影响,金属腐蚀是对社会、工业和公民的巨大挑战。这类问题的常见解决方案是使用阻挡层来限制或阻止腐蚀性或氧化性物质从环境到目标的传输。近年来,石墨烯在防腐方面的应用受到了广泛的关注。本文使用电化学剥离法制备出了腐殖酸功能化石墨烯水分散液（HGP）,并以水性聚氨酯（WPU）为成膜物质,以HGP为填料制备出石墨烯/水性聚氨酯（HGP/WPU）复合涂料。除此之外以水解苯乙烯-马来酸酐共聚物功能化石墨烯（SGP）作为稳定剂,使用原位聚合法制备出石墨烯-聚苯胺（SGP-PANI）复合材料,将其与水性聚氨酯物理共混制备出石墨烯-聚苯胺/水性聚氨酯（SGP-PANI/WPU）复合涂料。使用交流阻抗测试以及塔菲尔极化曲线测试探究了两种复合涂料的防腐能力,另外还对纳米SiO₂以及几种缓蚀剂的加入能否提高复合涂料防腐性能进行了探究。通过扫面电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电能谱（XPS）、傅里叶变换光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）、紫外测试（UV）等手段对HGP、S... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 防腐涂料的分类及防腐机理
        1.2.1 防腐涂料的分类
        1.2.2 防腐涂料的防腐机理
    1.3 石墨烯材料概述
        1.3.1 石墨烯的结构
        1.3.2 石墨烯的性质
    1.4 石墨烯在金属腐蚀防护的应用
        1.4.1 石墨烯防腐涂层
        1.4.2 石墨烯/有机防腐涂层
        1.4.3 石墨烯-导电高分子/有机防腐涂层
    1.5 研究思路及研究内容
        1.5.1 研究思路
        1.5.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 功能化石墨烯的制备
    2.3 石墨烯/聚苯胺分散液的制备
    2.4 复合涂料的制备
    2.5 金属的表面处理
    2.6 复合涂层的制备
    2.7 材料表征及测试方法
        2.7.1 HGP、SGP-PANI分散稳定性及涂层断裂面形貌分析
        2.7.2 HGP、SGP-PANI结构表征
        2.7.3 复合涂层防腐性能表征
第三章 石墨烯/水性聚氨酯复合涂层防腐性能研究
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 HGP水分散液稳定性分析
        3.2.2 HGP形貌分析
        3.2.3 HGP结构分析
        3.2.4 HGP/WPU复合涂层断裂形貌分析
        3.2.5 HGP/WPU复合涂层的附着力分析
        3.2.6 HGP含量对HGP/WPU复合涂层防腐性能影响
        3.2.7 SiO_2 含量对HGP/SiO2/WPU复合涂层防腐性能的影响
        3.2.8 HGP含量对HGP/SiO_2/WPU复合涂层防腐性能的影响
        3.2.9 偏钒酸钠含量对HGP/偏钒酸钠/WPU复合涂层防腐性能的影响
        3.2.10 HGP含量对HGP/偏钒酸钠/WPU复合涂层防腐性能的影响
        3.2.11 氟钛酸铵含量对HGP/氟钛酸铵/WPU复合涂层防腐性能的影响
        3.2.12 HGP含量对HGP/氟钛酸铵/WPU复合涂层防腐性能的影响
        3.2.13 钼酸钠含量对HGP/钼酸钠/WPU复合涂层防腐性能的影响
        3.2.14 植酸含量对HGP/植酸/WPU复合涂层防腐性能的影响
    3.3 结论
第四章 石墨烯-聚苯胺/水性聚氨酯复合涂层防腐性能研究
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.0 SGP-PANI水分散稳定性分析
        4.2.1 SGP-PANI复合材料形貌分析
        4.2.2 SGP-PANI复合材料结构分析
        4.2.3 SGP-PANI/WPU复合涂层断裂形貌分析
        4.2.4 SGP-PANI复合涂层附着力分析
        4.2.5 SGP-PANI含量对SGP-PANI/WPU复合涂层防腐性能的影响
        4.2.6 SiO2 含量对SGP-PANI/SiO2/WPU复合涂层防腐性能的影响
        4.2.7 SGP-PANI含量对SGP-PANI/SiO2/WPU复合涂层防腐性能的影响
        4.2.8 钼酸钠含量对SGP-PANI/钼酸钠/WPU复合涂层防腐性能的影响
        4.2.9 氟钛酸铵含量对SGP-PANI/氟钛酸铵/WPU复合涂层防腐性能的影响
        4.2.10 偏钒酸钠含量对SGP-PANI/偏钒酸钠/WPU复合涂层防腐性能的影响
        4.2.11 植酸含量对SGP-PANI/植酸/WPU复合涂层防腐性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
本论文创新点
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]水溶性姜黄色素分散体系的稳定性研究[J]. 王美,傅玉颖,李欣,倪俊杰,李可馨,沈亚丽.  中国食品学报. 2018(11)
[2]有机涂层在模拟海洋环境中的防腐性能研究[J]. 王海荣,张海信.  中国涂料. 2018(09)
[3]疏水改性氧化石墨烯/环氧复合涂料的制备及其防腐性能研究[J]. 卞政,梅俊龙,王瑾,方永勤.  涂料工业. 2018(09)
[4]水性丙烯酸树脂及涂料应用技术的研究进展[J]. 张军,王刚,曾国屏,胡震宇,刘书保.  江西科学. 2018(04)
[5]植酸/硅烷复合钝化镀锌层的耐蚀性能[J]. 贲建栋,鲁钢,孙大东.  材料保护. 2015(10)
[6]缓蚀剂作用机理研究进展[J]. 万红敬,王晓梅,黄红军,李志广.  材料保护. 2013(S1)

硕士论文
[1]硅氧烷改性水性环氧树脂的合成及其防腐涂料研究[D]. 付率.北京化工大学 2018
[2]四种镁合金缓蚀剂在3.5%NaCl溶液中的缓蚀性能研究[D]. 刘瑶.广西大学 2018
[3]碳钢表面石墨烯复合防腐涂层的制备及性能研究[D]. 陈宇.安徽工业大学 2017
[4]导电聚吡咯、聚苯胺电化学性能研究[D]. 高桂红.湖南大学 2011



本文编号：3185710