二维材料/自修复有机涂层的制备及其防腐性能研究

发布时间：2022-10-17 12:21

　　聚合物基防腐涂层通过物理屏蔽作用隔离腐蚀介质（水分子、氧气和离子等）与金属基体相,是目前使用最为广泛的防腐措施。然而,防腐涂层的自有缺陷以及在制备和使用过程中产生的缺陷在会影响涂层的寿命,甚至在缺陷处加速金属的腐蚀速度。因此,开发具有自修复功能的智能防腐涂层是解决这一问题的关键之一。为了开发能够适应多变的海洋环境、控制活性物质高效释放、具有良好修复能力的智能型复合基杂化有机防腐涂层。本文首先利用二维片层纳米材料包覆不同的活性芯材形成纳米片层结构,再将其均匀地分散到有机涂层中。通过模拟涂层外力损伤引起的缺陷,复合纳米片层系统释放活性物质和修复引发剂,对涂层的划痕部位进行修复。具体研究发现如下:（1）通过采用预插层剂氨基苯磺酸引发苯胺在层状双金属氢氧化物（水滑石）层间发生聚合反应,制备磺酸化聚苯胺-水滑石/水性环氧复合涂层,并探究该复合涂层的防腐蚀性能。通过扫描电镜的观察,经磺酸化聚苯胺-水滑石修饰的水性环氧涂层的缺陷显著减少,添加量为1.0 wt.%的涂层具有较好的防腐性能,|Z|f=0.01Hz保持在5×107Ωcm2以上。（2）将聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸通过水热固定和... 

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 自修复有机防腐涂层及其研究现状
        1.2.1 自修复有机防腐涂层的概述
        1.2.2 自修复有机防腐涂层的特点及原理
    1.3 自修复有机防腐涂层的分类
        1.3.1 聚合物涂层的微/纳米胶囊
        1.3.2 无机粘土基纳米胶囊
        1.3.3 介孔二氧化硅纳米容器
    1.4 二维纳米材料防腐性能及其研究现状
        1.4.1 水滑石防腐性能的研究
        1.4.2 石墨烯类材料防腐性能的研究
    1.5 研究意义与研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 论文的研究内容
第2章 实验仪器与方法
    2.1 主要实验仪器
    2.2 主要实验原料与试剂
        2.2.1 基体的选择
        2.2.2 电极的制作方法
    2.3 材料表征
        2.3.1 化学结构表征
        2.3.2 微观结构表征
        2.3.3 涂层防腐性能表征
第3章 磺酸化聚苯胺原位插层水滑石增强水性环氧树脂防腐性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 水滑石的合成
        3.2.3 磺酸化聚苯胺/水滑石的制备
        3.2.4 水性防腐涂层的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 磺酸化聚苯胺/水滑石的表征
        3.3.2 环氧树脂涂层的表征
        3.3.3 涂层的防腐性能
        3.3.4 腐蚀产物的表征
        3.3.5 涂层防护机理
    3.4 本章小结
第4章 纳米封装材料的制备及其腐蚀防护功能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂
        4.2.2 LDH/PEDOT:PSS的合成
        4.2.3 LDH/PEDOT:PSS@RGO的组装
        4.2.4 涂层的制备过程
        4.2.5 材料表征
        4.2.6 电化学表征
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 PEDOT: PSS/LDH@RGO的静电组装
        4.3.2 形态与界面分析
        4.3.3 电化学测试
        4.3.4 自愈性能的研究
        4.3.5 腐蚀产物分析
        4.3.6 材料保护机理
    4.4 本章小结
第5章 三明治结构纳米涂层的制备及其防腐性能的研究
    5.1 引言
    5.2 材料和方法
        5.2.1 介孔二氧化硅/氧化石墨烯的合成
        5.2.2 缓蚀剂BTA的负载
        5.2.3 BTA释放动力学模型研究
        5.2.4 涂层体系的制备
        5.2.5 测量和表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 mSiO_2/GO的合成、形貌及表征
        5.3.2 BTA从mSiO_2/GO中释放的动力学模型分析
        5.3.3 涂层系统的表面润湿性
        5.3.4 双层防腐体系的防腐效率
        5.3.5 腐蚀和自愈机制
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
附录: 攻读学位期间所取得的成果
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]“海洋材料与装备的环境腐蚀与防护技术”序言[J]. 张盾.  装备环境工程. 2018(10)
[2]微区电化学测量技术进展及在腐蚀领域的应用[J]. 王力伟,李晓刚,杜翠薇,曾笑笑.  中国腐蚀与防护学报. 2010(06)
[3]水性带锈转锈涂料最新研究进展[J]. 黄河,马道林,张丽,王小波.  现代涂料与涂装. 2010(10)
[4]海水环境中微生物附着与钝性金属开路电位正移现象的研究进展[J]. 成光,王佳,李相波,姜俊峰.  腐蚀科学与防护技术. 2006(06)
[5]纳米填料对聚合物介电性能的影响[J]. 胡海兵,李鸿岩,刘斌.  绝缘材料. 2006(05)
[6]有机涂层防腐性能的研究与评价方法[J]. 周立新,程江,杨卓如.  腐蚀科学与防护技术. 2004(06)
[7]海洋腐蚀与防护[J]. 马士德.  海洋科学. 1978(02)



本文编号：3692059