微波輔助球磨制備納米氫化鈦改性聚合物及復合涂層性能的研究.pdf

1、納米復合涂料是當代涂料發(fā)展的重要方向，提高納米粒子的分散性及其與涂料基體之間的相容性是獲得高性能納米復合涂料的技術關鍵，而這一問題的解決主要依賴于納米粒子的表面改性處理。本論文以氫化鈦(TiH2)粉末、環(huán)氧樹脂為原料，通過微波輔助球磨對納米 TiH2粉末進行了表面改性，制備得到納米 TiH2改性聚合物。采用XRD，SEM，TEM，TG和FTIR對其進行了表征，并將其制成復合涂層(MBM涂層)，對涂層的常規(guī)物理性能進行了評估，同時采用浸泡

2、、中性鹽霧試驗和電化學測試等對涂層的耐腐蝕性能進行了測試。為探討微波對納米TiH2改性的影響，球磨(不加微波輔助)作為對比實驗，同時將球磨所得產物制成涂層(BM涂層)并與 MBM涂層以及環(huán)氧涂層(EP涂層)進行了性能對比。
　　(1)在球料比為10:1，轉速為500r/min，球磨時間為20h的工藝條件下，微波輔助球磨處理使得 TiH2粉末的尺寸細化為100nm左右，并實現(xiàn)了其與環(huán)氧樹脂的表面接枝，由熱重分析得到 MBM-20h(

3、微波輔助球磨20h)樣品的環(huán)氧樹脂接枝質量比為5.56％左右；而BM-20h(球磨20h)樣品未檢測到接枝的環(huán)氧樹脂。
　　(2)微波輔助球磨產物和球磨產物(混合漿料)的紅外光譜分析表明，微波輔助球磨20h過程中環(huán)氧基特征峰(914cm-1)消失，即環(huán)氧基發(fā)生了開環(huán)反應；而對于球磨產物，盡管球磨時間延長至50h，環(huán)氧樹脂特征峰始終未發(fā)生變化。將微波輔助球磨20h和球磨20h產物稀釋、過濾、反復洗滌、烘干后得到的樣品(粉末)同樣進行

4、了紅外光譜測試，結果表明 MBM-20h樣品出現(xiàn)了大量的環(huán)氧樹脂特征吸收峰，但沒有出現(xiàn)環(huán)氧基特征峰，這進一步表明環(huán)氧基產生了開環(huán)；而BM-20h樣品未出現(xiàn)環(huán)氧樹脂特征峰，即球磨20h未實現(xiàn)納米 TiH2粉末的表面改性。
　　(3)對比微波輔助球磨和球磨實驗可知，只有微波輔助球磨才能實現(xiàn)納米氫化鈦粉末的表面改性，這表明微波和球磨的耦合作用對納米 TiH2的表面改性有著重要影響。并且沉降實驗表明微波輔助球磨改性處理提高了納米 TiH2

5、粒子的分散性穩(wěn)定性及其與基體之間的相容性。
　　(4)性能測試結果表明 MBM涂層有著更好的物理性能和耐腐蝕性能，BM涂層和EP涂層的柔韌性和附著力相當，而MBM涂層的柔韌性和附著力均高于比BM涂層和EP涂層。Tafel曲線測試表明 MBM涂層有著最高的腐蝕電位(Ecorr)、最低的腐蝕電流密度(Icorr)和腐蝕速率(Rcorr)。EIS測試表明與BM涂層和EP涂層相比，MBM涂層低頻端的阻抗模值始終更高。此外，浸泡試驗、中性鹽