氧化石墨烯/漆酚基纳米复合涂料的研制与性能表征

发布时间：2022-11-06 19:12

　　改性漆酚基复合树脂兼具了漆酚基树脂高交联密度和复合物的优点,成为了天然有机聚合物防腐涂料发展的重要方向。本论文以纯漆酚为原料,采用多种工艺制备出改性漆酚基聚合物和不同类型的氧化石墨烯衍生物,将氧化石墨烯与上述聚合物结合使用制备出新型复合涂料,并研究改性漆酚基复合涂料的结构与复合涂层的物理力学性能、电化学腐蚀性能、耐化学介质腐蚀性能及防腐作用机理。论文的主要研究内容和取得的结果如下:1.通过机械混合和超声分散将改性氧化石墨烯（MGO）分散在漆酚缩甲醛（UFP）聚合物中,制备了不同MGO含量的氧化石墨烯/漆酚甲醛聚合物（MGO/UFP）涂层。研究了MGO对MGO/UFP复合涂层的微观结构、相组成、物理力学性能和抗腐蚀性能的影响。结果表明:GO通过化学修饰后可均匀分散于UFP基体中,添加3.5 wt.%的MGO可显著提高UFP涂层的硬度、附着力及防腐性能。2.采用碱催化原位聚合法将多壁碳纳米管（MWCNTs）均匀地分散在漆酚甲醛聚合物（UFP）中,进一步通过溶液共混法制备了改性氧化石墨烯/多壁碳纳米管/漆酚甲醛聚合物（GO/MWCNTs/UFP）复合涂层。研究了GO/MWCNTs/UFP复合... 

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.1 前言
    1.2 漆酚基聚合物防腐涂料
        1.2.1 结构与性能
        1.2.2 特点及应用
        1.2.3 国内漆酚基聚合物涂料的研究
    1.3 金属腐蚀
        1.3.1 金属腐蚀的原因及后果
        1.3.2 防腐蚀方法及技术
    1.4 防腐涂料
        1.4.1 有机涂层的防腐作用及机理
    1.5 纳米材料及漆酚基防腐复合涂料
        1.5.1 纳米材料的概况
        1.5.2 GO及其在防腐涂料中的研究
        1.5.3 MWCNTs及其在防腐涂料中的研究
        1.5.4 氧化物及其在防腐涂料中的研究
        1.5.5 SiO_2及其在防腐涂料中的研究
    1.6 纳米纤维素/水性漆酚基防腐涂料
    1.7 光固化法漆酚基防腐涂料
    1.8 研究目的及内容
        1.8.1 研究目的
        1.8.2 研究内容
    1.9 研究思路与技术路线
    1.10 研究中存在的主要问题
第二章 改性氧化石墨烯/漆酚缩甲醛复合涂料性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料与试剂
        2.2.2 主要仪器设备
        2.2.3 改性氧化石墨烯MGO悬浮液的合成及分散稳定性研究
        2.2.4 MGO/UFP复合涂料的合成
        2.2.5 MGO/UFP复合涂层的制备
    2.3 测试与表征
        2.3.1 红外光谱表征
        2.3.2 扫描电镜图谱
        2.3.3 X-射线光电子能谱测试
        2.3.4 X射线衍射图谱测试
        2.3.5 耐热性测定
        2.3.6 漆膜干燥时间测试
        2.3.7 漆膜厚度测试
        2.3.8 漆膜光泽度测试
        2.3.9 漆膜铅笔硬度的测试
        2.3.10 漆膜附着力的测试
        2.3.11 电化学测试
        2.3.12 防腐性能测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 GO悬浮液的分散稳定性
        2.4.2 MGO/UFP复合涂层的红外表征
        2.4.3 MGO/UFP复合涂层的微观结构和化学成分
        2.4.4 X-射线光电子能谱表征
        2.4.5 MGO/UFP复合涂层的X射线衍射表征
        2.4.6 MGO/UFP复合涂层的热性能分析
        2.4.7 漆膜物理机械性能分析
        2.4.8 动电位极化曲线测试结果分析
        2.4.9 电化学阻抗谱分析
        2.4.10 MGO/UFP复合涂层的防腐性能
    2.5 防腐机理
    2.6 本章小结
第三章 氧化石墨烯/多壁碳纳米管/漆酚缩甲醛复合涂料性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要原料与试剂
        3.2.2 主要仪器设备
        3.2.3 改性氧化石墨烯的合成
        3.2.4 改性多壁碳纳米管/漆酚缩甲醛复合涂料的调制及试样制备
        3.2.5 改性多壁碳纳米管/氧化石墨烯/漆酚缩甲醛涂料的调制及试样制备
    3.3 测试与表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 复合涂层的红外表征
        3.4.2 复合涂层的结构和形貌
        3.4.3 复合涂层的X-射线光电子能谱表征
        3.4.4 复合涂层的X射线衍射图谱表征
        3.4.5 MWCNTs悬浮液分散稳定性
        3.4.6 漆膜物理机械性能分析
        3.4.7 极化曲线测试结果分析
        3.4.8 电化学阻抗谱分析
        3.4.9 涂层耐化学腐蚀分析
    3.5 本章小结
第四章 氧化石墨烯-氧化物/漆酚缩甲醛复合涂料性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料与试剂
        4.2.2 主要仪器设备
        4.2.3 APTES-GO和APS-GO的合成
        4.2.4 改性GO-TiO_2纳米杂化材料的制备
        4.2.5 改性GO-Y_2O_3纳米杂化材料的制备
        4.2.6 改性GO-SiO_2纳米杂化材料的制备
        4.2.7 改性GO-Oxides/UFP复合涂料的合成及试样制备
    4.3 测试与表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 GO-Oxides/UFP的红外表征
        4.4.2 GO-Oxides/UFP的微观结构和化学组成
        4.4.3 GO-Oxides/UFP的X射线衍射图谱表征
        4.4.4 GO-Oxides/UFP的X-射线光电子能谱表征
        4.4.5 漆膜物理机械性能分析
        4.4.6 极化曲线测试结果分析
        4.4.7 电化学阻抗谱分析
        4.4.8 涂层耐化学腐蚀分析
    4.5 防腐蚀机理
    4.6 本章小结
第五章 氧化石墨烯/聚漆酚乙酸酯复合涂料性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 原料与试剂
        5.2.2 主要仪器设备
        5.2.3 氧化石墨烯/漆酚基涂料的调制及光固化试样制备
    5.3 测试与表征
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 漆膜红外表征
        5.4.2 漆膜表面的扫描电镜表征
        5.4.3 X射线衍射图谱表征
        5.4.4 耐热性分析
        5.4.5 漆膜物理机械性能分析
        5.4.6 电化学阻抗谱分析
        5.4.7 涂层耐化学腐蚀分析
    5.5 本章小结
第六章 氧化石墨烯-纳米纤维素/聚漆酚水性复合涂料的性能研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 原料与试剂
        6.2.2 主要仪器设备
        6.2.3 漆酚基乳化剂的合成
        6.2.4 水性漆酚基乳液的制备
        6.2.5 改性纳米纤维素纤丝悬浮液的制备
        6.2.6 改性GO悬浮液的制备
        6.2.7 改性GO-CNF悬浮液的制备
        6.2.8 改性CNF/聚漆酚水性复合涂料的调制及试样制备
        6.2.9 改性GO-CNF/聚漆酚水性涂料的调制及试样制备
    6.3 测试与表征
    6.4 结果与讨论
        6.4.1 红外表征
        6.4.2 X-射线光电子能谱表征
        6.4.3 X射线衍射图谱表征
        6.4.4 漆膜物理机械性能分析
        6.4.5 极化曲线测试结果分析
        6.4.6 电化学阻抗谱分析
        6.4.7 涂层耐化学腐蚀分析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]UV固化漆酚改性环氧丙烯酸酯喷印油墨的研制[J]. 李慧敏,吴智慧,吴燕,闫小星.  涂料工业. 2016(09)
[2]Synthesis, Characterization and Gas Sensing Properties of Graphene Oxide-Multiwalled Carbon Nanotube Composite[J]. T.Kavinkumar,S.Manivannan.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2016(07)
[3]改性天然生漆复合涂料的制备与性能研究[J]. 万长鑫,肖邵博,黄琼涛,旷春桃,廖有为.  林产工业. 2016(03)
[4]具类辣素漆酚衍生物的制备及其抑菌性能[J]. 王冬晖,张萌,白卫斌,徐艳莲,林金火.  中国生漆. 2015(03)
[5]UV固化氧化石墨烯/PUA复合功能涂料的研制及性能[J]. 邱凤仙,俞汉强,赵振宇,戴玉婷,余宗萍,杨鹏飞.  涂料技术与文摘. 2015(09)
[6]天然生漆改性萜烯基水性聚氨酯及其性能研究[J]. 孙祥玲,吴国民,孔振武.  化工新型材料. 2015(05)
[7]石墨烯研究进展及在水性涂料中应用简况[J]. 刘国杰.  中国涂料. 2015(04)
[8]绿色环保型涂料的研究进展[J]. 王圆圆,陈晶懿,汪鹏主,王继虎,温绍国.  山东化工. 2015(01)
[9]单宁改性生漆复合涂料的制备及其性能研究[J]. 周昊,王成章,叶建中,陈虹霞.  中国生漆. 2014(03)
[10]天然生漆的水基化改性及其性能研究[J]. 孙祥玲,吴国民,孔振武.  生物质化学工程. 2014(04)

博士论文
[1]紫外光固化天然生漆及其复合体系的研究[D]. 夏建荣.福建师范大学 2011
[2]天然生漆的水基化及其复合体系的研究[D]. 郑燕玉.福建师范大学 2008



本文编号：3704064