高效缓蚀及耐蚀涂层的制备与应用研究

发布时间：2017-09-24 14:08

  本文关键词：高效缓蚀及耐蚀涂层的制备与应用研究

  更多相关文章： Schiff碱 氨基酸 缓蚀剂 镁合金 IP6-Ppy/SiO2 耐蚀涂层 Q235碳钢

【摘要】：金属材料广泛应用于日常生活中的各个领域。然而,金属材料在使用中往往由于腐蚀造成不同程度上的损坏。通过添加缓蚀剂抑制金属腐蚀是一种简单高效的方法。随着人类环境保护意识的增强和现代工业的发展,发展高效、环境友好的缓蚀剂逐渐成为缓蚀剂科学领域的研究方向。基于上述原因,本论文合成了一系列具有多吸附中心的氨基酸缩Schiff碱类缓蚀剂,通过缓蚀剂分子中不同的缓蚀单元的协同作用来抑制镁合金在盐水介质中的腐蚀。本论文选取来源广泛且低毒的一系列氨基酸和水杨醛作为单体,合成出五种Schiff碱类缓蚀剂。通过采用交流阻抗和极化曲线的方法研究了五种缓蚀剂对盐水介质中镁合金的缓蚀性能。研究表明,所合成的新型缓蚀剂分子在腐蚀溶液中对镁合金的缓蚀作用均优于相应的氨基酸单体。随着缓蚀剂浓度的不断增加,缓蚀率逐渐增大,当使用浓度为200ppm时,缓蚀率高达85%以上,进一步增加浓度,缓蚀率变化不大。当温度升高至55℃时,其缓蚀效率仍保持在70%以上,说明较低浓度缓蚀剂在不同温度条件下均有很好的缓蚀作用,具有高温缓蚀性。根据Arrhenius方式,计算其腐蚀活化能,结果显示,添加缓蚀剂有效的增加了金属表面腐蚀反应的能垒。通过SEM和拉曼光谱测试可知,缓蚀剂可以有效吸附在镁合金表面,形成相应的吸附保护膜,很好的抑制了金属的腐蚀。该类缓蚀剂在镁合金表面的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附过程为自发进行。以三氯化铁为氧化剂,植酸钠(IP6)为掺杂剂,纳米SiO2为分散介质,通过化学氧化法合成了具有核-壳结构的IP6掺杂聚吡咯(PPY)/纳米SiO2粒子,考察了氧化剂、分散剂和反应温度对掺杂率的影响。利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)研究了聚吡咯粉末的形貌及结构。通过热重分析研究了IP6掺杂聚吡咯(Ppy)/纳米SiO2粒子的热稳定性。结果表明,n(py): n(FeCl3)=2:1, m(SiO2)=20%m(py),反应温度在-5℃时,合成的聚吡咯的形貌规则,掺杂率达到98.53%。以IP6掺杂PpY/纳米SiO2粒子为功能材料,环氧树脂为成膜物质,制备了具有自愈功能的IP6掺杂聚(Ppy)吡咯／纳米Si02/环氧树脂复合涂层。研究表明,该复合涂层在1.0 mol/LHCl介质中对Q235碳钢腐蚀具有良好的抑制效果。
【关键词】：Schiff碱 氨基酸 缓蚀剂 镁合金 IP6-Ppy/SiO2 耐蚀涂层 Q235碳钢
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 镁合金12
• 1.2 镁合金腐蚀与防护12-18
• 1.2.1 镁合金腐蚀的基本现象12-13
• 1.2.2 镁的腐蚀机理13-16
• 1.2.3 镁合金的腐蚀行为16-18
• 1.2.4 镁合金的防护18
• 1.3 缓蚀剂的发展18-20
• 1.3.1 缓蚀剂的分类18-19
• 1.3.2 氨基酸类缓蚀剂的研究进展19
• 1.3.3 Schiff碱类缓蚀剂的研究进展19-20
• 1.4 聚毗咯20-22
• 1.4.1 聚吡咯简介20
• 1.4.2 聚吡咯的聚合机理20-21
• 1.4.3 聚吡咯的掺杂21
• 1.4.4 聚吡咯防腐的研究现状21-22
• 1.5 本课题的研究思路及内容22-24
• 2 水杨醛缩氨基酸Schiff碱类缓蚀剂的合成及表征24-30
• 2.1 药品与仪器24-25
• 2.1.1 实验药品24
• 2.1.2 实验仪器24-25
• 2.2 水杨醛缩氨基酸Schiff碱类缓蚀剂的合成25-29
• 2.2.1 水杨醛缩甘氨酸Schiff碱(SB1)的合成25-26
• 2.2.2 水杨醛缩β-丙氨酸Schiff碱(SB2)的合成及表征26-27
• 2.2.3 水杨醛缩DL-天冬氨酸Schiff碱(SB3)的合成及表征27
• 2.2.4 水杨醛缩L-谷氨酸Schiff碱(SB4)的合成及表征27-28
• 2.2.5 水杨醛缩DL-半胱氨酸Schiff碱(SB5)的合成及表征28-29
• 2.3 小结29-30
• 3 水杨醛缩氨基酸Schiff碱类缓蚀剂缓蚀性能研究30-62
• 3.1 药品与仪器30-31
• 3.1.1 实验药品30
• 3.1.2 实验仪器30-31
• 3.2 测试材料与测试方法31-32
• 3.2.1 测试材料31
• 3.2.2 测试方法31-32
• 3.3 水杨醛缩氨基酸Schiff碱类缓蚀剂的缓蚀性能测试32-34
• 3.4 SB1的缓蚀性能测试34-40
• 3.4.1 缓蚀率与缓蚀剂浓度的关系34-37
• 3.4.2 缓蚀率与温度的关系37-40
• 3.5 SB2的缓蚀性能测试40-45
• 3.5.1 缓蚀率与缓蚀剂浓度的关系40-42
• 3.5.2 缓蚀率与温度的关系42-45
• 3.6 SB3的缓蚀性能测试45-49
• 3.6.1 缓蚀率与缓蚀剂浓度的关系45-47
• 3.6.2 缓蚀率与温度的关系47-49
• 3.7 SB4的缓蚀性能测试49-54
• 3.7.1 缓蚀率与缓蚀剂浓度的关系49-52
• 3.7.2 缓蚀率与温度的关系52-54
• 3.8 SB5的缓蚀性能测试54-59
• 3.8.1 缓蚀率与缓蚀剂浓度的关系54-57
• 3.8.2 缓蚀率与温度的关系57-59
• 3.9 腐蚀形貌分析59-61
• 3.9.1 拉曼光谱分析59-60
• 3.9.2 SEM形貌测试60-61
• 3.10 小结61-62
• 4 缓蚀剂的缓蚀机理分析62-67
• 4.1 吸附等温模型62-64
• 4.2 腐蚀动力学研究64-65
• 4.3 小结65-67
• 5 IP_6-Ppy/SiO_2涂层的制备与应用67-73
• 5.1 仪器与试剂67
• 5.2 实验步骤67-68
• 5.2.1 IP_6-Ppy/SiO_2的制备67
• 5.2.2 IP_6-Ppy/SiO_2/环氧树脂涂层的制备67
• 5.2.3 结构表征及耐蚀性能测试67-68
• 5.3 IP_6-Ppy/SiO_2掺杂率影响因素的研究68-70
• 5.3.1 氧化剂用量对IP_6-Ppy/SiO_2掺杂率的影响68
• 5.3.2 分散剂用量对IP_6-Ppy/SiO_2掺杂率的影响68-69
• 5.3.3 聚合温度对IP_6-Ppy/SiO_2掺杂率的影响69-70
• 5.4 IP_6-Ppy/SiO_2复合材料的表征及应用70-72
• 5.4.1 IP_6-Ppy/SiO_2复合材料XRD图谱70
• 5.4.2 IP_6-Ppy/SiO_2复合材料TEM图谱70-71
• 5.4.3 IP_6-Ppy/SiO_2复合材料TEM图谱71-72
• 5.4.4 IP_6-Ppy/SiO_2复合涂层的电化学性能72
• 5.5 小结72-73
• 结论73-74
• 参考文献74-79
• 附录79-82
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况82-83
• 致谢83-84

【共引文献】

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本文编号：911819