TiO 2 /氟化含氢硅油超疏水防腐涂层的制备及性能

发布时间：2021-07-11 09:47

　　针对无机TiO2纳米粒子表面能较大且易团聚的问题,利用低表面能物质硬脂酸使TiO2纳米粒子表面有机化,并以十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和含氢硅油（PMHS）为原料制备氟化含氢硅油,将改性后的TiO2与氟化含氢硅油混合,用溶胶凝胶法在铝基底上形成改性TiO2/氟化含氢硅油复合涂层。涂层的表面形貌和疏水性采用X射线衍射仪、红外光谱、扫描电镜和接触角分析仪等进行表征,防腐性能采用极化曲线和交流阻抗等电化学法进行测定。结果表明:改性TiO2/氟化含氢硅油复合涂层表面结构丰富,其与水的静态接触角为152°,滚动角为7°,说明涂层具备超疏水性能;其腐蚀电位从裸铝片的-926mV正移至-576mV,腐蚀电流密度从裸铝片的4.68×10-5 A/cm2下降至9.07×10-6A/cm2,显示出较好的防腐性能。 

【文章来源】：中国表面工程. 2015,28(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图１改性前后纳米二氧化钛及硬脂酸的ＦＴ－ＩＲ谱图Ｆｉｇ．１ＦＴ－ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｎａｎｏＴｉＯ２ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒ

ｃｍ－１处的峰型也发生了变化，这主要取决于由硬脂酸引入的—ＣＨ２、—ＣＨ３和—ＣＯＯ—基团分别发生了对称、反对等伸缩振动，说明硬脂酸已成功组装到ＴｉＯ２表面，而其所引入的疏水性甲基是构成改性后ＴｉＯ２具备低表面能的关键所在。图１改性前后纳米二氧化钛及硬脂酸的ＦＴ－ＩＲ谱图Ｆｉｇ．１ＦＴ－ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｎａｎｏＴｉＯ２ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｉｔｉｏｎａｎｄｓｔｅａｒｉｃａｃｉｄ２．１．２氟化有机物红外分析图２为含氢硅油和氟化含氢硅油的傅里叶红外光谱。从图２可以看出：十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷与含氢硅油氟化成功。根据图中谱线１和谱线２均在８００ｃｍ－１和１１００ｃｍ－１左右出现了吸收峰，但是谱线１中２１６７ｃｍ－１处由Ｓｉ—Ｈ伸缩振动产生的吸收峰在谱线２中并未出现。前者主要是由于含氢硅油在氟化前后均存在因Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ基团和—ＣＨ２—基团伸缩振动而引起吸收；后者主要归因于十二氟基丙基三甲氧基硅烷中的—ＯＣＨ３基团在水解作用下形成了—ＯＨ基团，并在Ｋａｒｓｔｅｄｔ铂金催化剂的作用下与含氢硅油进行了脱氢耦合反应。与此同时，氟化含氢硅油在波数为１７１０ｃｍ－１和２９２５ｃｍ－１处分别出现了吸收峰，其主要原因在于—ＣＨ３伸缩振动和ＣＦ２—ＣＦ２的伸缩振动［１６］，这也进一步说明了有机物含氢硅油氟化成功。图２含氢硅油和氟化含氢硅油的ＦＴ－ＩＲ谱图Ｆｉｇ．２ＦＴ－ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＰＭＨＳａｎｄｆｌｕｏｒｉｄｅ－ＰＭＨＳ２

第２期莫春燕，等：ＴｉＯ２／氟化含氢硅油超疏水防腐涂层的制备及性能构具备了形成空气－水复合界面的条件，水珠与薄膜的接触模式符合Ｃａｓｓｉｅ接触模式。其在复合涂层上的效果如图４所示，涂层与水的静态接触角为１５２°，滚动角为７°。图３氟化含氢硅油和纳米ＴｉＯ２／氟化含氢硅油ＳＥＭ形貌Ｆｉｇ．３ＳＥＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｆｌｕｏｒｉｄｅ－ＰＭＨＳａｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄＴｉＯ２／ｆｌｕｏｒｉｄｅ－ＰＭＨＳ图４改性ＴｉＯ２／氟化含氢硅氧烷涂层表面的水滴照片Ｆｉｇ．４ＰｈｏｔｏｓｏｆｔｈｅｄｒｏｐｓｏｎｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄＴｉＯ２／ｆｌｕｏｒ－ｉｄｅ－ＰＭＨＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇ２．３防腐蚀性能２．３．１极化曲线分别将涂有氟化含氢硅油、ＴｉＯ２／氟化含氢硅油的铝片以及裸铝片浸泡于３．５％ＮａＣｌ溶液中，测定其在浸泡２４ｈ后的极化曲线，如图５所示。利用Ｔａｆｅｌ直线外推法得到各试样电极腐蚀电位（Ｅｃｏｒｒ）和腐蚀电流密度（Ｉｃｏｒｒ），如表１所示。当裸铝片的表面涂覆氟化含氢硅油及ＴｉＯ２／氟化含氢硅油复合物时，其耐腐蚀电位都发生明显正移，同时腐蚀电流密度有一定下降，说明复合涂层的抗腐蚀性能优于裸铝片和氟化含氢硅油试样，其中，裸铝片抗腐蚀最差。由图５和表１可以看出，两者的腐蚀电位从裸铝片的－９２６ｍＶ分别正移至－７１４ｍＶ和－５７６ｍＶ，钝化电位也存在明显正移现象；此外，腐蚀电流密度均有所下降，图５不同铝片试样在３．５％ＮａＣｌ溶液中的极化曲线Ｆｉｇ．５Ｐｏ


本文编号：3277852