功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合涂层的制备及防腐性能研究

发布时间：2022-02-26 00:27

　　随着海运业和海上石油开采的迅速发展,金属材料在海水环境的防腐与保护显得尤为重要,最常用的防护方法为环氧树脂（EP）涂层防护。目前,研究者们多将EP与氧化石墨烯（GO）复合,制成价格低、结构设计性强,屏蔽性能好的EP复合涂层,满足海洋环境下防腐性能的要求。然而复合涂层中的GO易堆叠、迁移、滑出,导致涂层相容性、耐久性较差,限制了其防腐性能的发挥。为解决GO与EP的相容性问题,本课题首先进行GO的制备及功能化研究,在氧化石墨烯（GO）的基础上设计合成了两种功能化石墨烯——环氧丙基功能化氧化石墨烯（EFGO）和E44型环氧链段功能化氧化石墨烯（E44-f-GO）,同时得到GO及两种功能化石墨烯的最佳制备工艺。其次在对EP涂层的制备工艺进行探索基础上,制得GO/EP、EFGO/EP、和E44-f-GO/EP三种复合涂层,研究三种复合涂层的防腐性能与耐久性,并对三者进行对比研究。具体内容如下:（1）使用改进的Hummers法进行GO制备研究,考察制备工艺对其结构的影响,最佳制备工艺为:1g鳞片石墨经6gKMnO₄氧化72h,再经50mL 20%盐酸洗涤,冷冻干燥制得GO粉体... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 涂层防护概述
    1.3 石墨烯系环氧复合涂层的研究进展
        1.3.1 共混法
        1.3.2 插层法
        1.3.3 功能化修饰法
    1.4 本课题的研究思路
    1.5 本课题的研究意义
2 氧化石墨烯的制备及功能化研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及设备
        2.2.2 样品表征方法及性能测定
        2.2.3 氧化石墨烯的制备
        2.2.4 氧化石墨烯的功能化
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 表面形貌及元素组成
        2.3.2 化学基团
        2.3.3 晶体结构
        2.3.4 热稳定性
        2.3.5 GO的最佳制备工艺
        2.3.6 ECH对 GO功能化的最佳工艺
        2.3.7 E44 型环氧树脂链段对GO功能化的最佳工艺
        2.3.8 ECH对 GO的功能化机理分析
    2.4 本章结论
3 环氧树脂涂层及氧化石墨烯/环氧树脂复合涂层的制备研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与仪器
        3.2.2 环氧树脂涂层的制备
        3.2.3 氧化石墨烯/环氧树脂复合涂层的制备
        3.2.4 复合涂层硬度测试
        3.2.5 电化学方法测试防腐性能
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 环氧树脂涂层制备工艺
        3.3.2 氧化石墨烯/环氧树脂复合涂层防腐性能研究
        3.3.3 不同时间下氧化石墨烯/环氧树脂复合涂层防腐性能
    3.4 本章结论
4 环氧丙基功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合涂层的制备及防腐性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及设备
        4.2.2 环氧丙基功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备
        4.2.3 环氧丙基功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合涂层的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 EFGO与 EP复合前后基团变化
        4.3.2 复合物表观相容性
        4.3.3 复合物热稳定性及相容性
        4.3.4 防腐性能
        4.3.5 不同时间下的防腐性能研究
        4.3.6 防腐蚀机理分析
    4.4 本章结论
5 E44型环氧树脂链段功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及防腐性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验药品与仪器
        5.2.2 E44-f-GO/EP复合材料的制备
        5.2.3 E44-f-GO/EP复合涂层的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 防腐性能研究
        5.3.2 不同时间下复合涂层的防腐性能
    5.4 本章结论
6 结论及展望
    6.1 结论及意义
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学法研究金属防腐的新进展[J]. 白煜磊,王潇,张志向.  天津化工. 2018(01)
[2]石墨烯用于金属腐蚀防护的研究[J]. 顾林,丁纪恒,余海斌.  化学进展. 2016(05)
[3]Corrosion Resistance of Graphene-Reinforced Waterborne Epoxy Coatings[J]. Shuan Liu,Lin Gu,Haichao Zhao,Jianmin Chen,Haibin Yu.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(05)
[4]腐蚀电化学原理(第三版)[J]. 曹楚南.  腐蚀科学与防护技术. 2008(03)
[5]Hummers法制备氧化石墨时影响氧化程度的工艺因素研究[J]. 傅玲,刘洪波,邹艳红,李波.  炭素. 2005(04)

博士论文
[1]海洋钢筋混凝土结构氯离子腐蚀耐久性研究[D]. 宋立元.大连理工大学 2009

硕士论文
[1]氨基改性氧化石墨烯制备环氧树脂防腐涂料[D]. 陈喜刚.内蒙古工业大学 2019
[2]表面活性剂和杂环化合物对碳钢在盐酸中的协同缓蚀研究[D]. 李超.中北大学 2018
[3]石墨烯/金属氧化物复合电极材料的制备及电容性能研究[D]. 张海丽.中北大学 2017
[4]新型无机缓蚀剂的制备及性能研究[D]. 郑超超.西南石油大学 2016
[5]石墨烯（石墨纳米片）/环氧树脂船用涂料防腐性能的研究[D]. 吴敢敢.哈尔滨工业大学 2015
[6]碳钢表面超疏水复合涂层的制备及其耐海水腐蚀性能研究[D]. 于东云.中国海洋大学 2014



本文编号：3643985