超疏水涂層的制備及其在模擬環(huán)境中的防腐蝕性能研究.pdf

1、在大氣環(huán)境中，尤其是在腐蝕性環(huán)境中，如熱交換系統(tǒng)的鹽酸除垢，海水凈化系統(tǒng)與海水的長期浸泡，銅則易發(fā)生較為嚴重的腐蝕，限制了其實際應用，因此，提高銅的耐腐蝕性已經(jīng)成為該領域重要的研究方向之一。
　　本論文結合超疏水防腐涂層的發(fā)展趨勢，采用三種不同方法，在銅基底表面構建了超疏水表面，考察了相應的潤濕性，系統(tǒng)研究了超疏水表面處理的銅基底在模擬液體中的防腐蝕性能，獲得的主要成果有:
　　1.采用溶膠-凝膠法，在銅基表面構建了雜化硅氧

2、烷涂層。以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)為前驅體，堿催化條件下，在酸刻蝕的銅片上合成了乙烯基雜化二氧化硅涂層。在無水乙醇、水、氨水、前驅體VTMS體積比為35∶2.0∶1.0∶1.5時，反應24小時，所合成的乙烯基雜化二氧化硅涂層具有超疏水性，其接觸角為158±1.7°。同時，運用Cassie-Baxter模型對涂層的疏水機理進行了闡述。
　　2.合成了一種含氟聚合物接枝的具有可修復功能的超疏水和超順磁復合顆粒。首先通過共沉淀法制

3、備了Fe3O4納米顆粒，然后在Fe3O4納米顆粒表面包覆一層乙烯基封端的硅烷，形成Fe3O4@SiO2@MPS納米結構，最后，丙烯酸六氟丁酯（HFBA）單體在引發(fā)劑偶氮二異丁氰引發(fā)下，與乙烯基封端的Fe3O4@SiO2@MPS粒子共聚，得到P(HFBA)-g-Fe3O4@MPS復合顆粒。將質量分數(shù)為10％的復合顆粒/甲苯混合體系涂覆在不同基材表面，可獲得超疏水涂層，涂層與水的接觸角達150°。該涂層在室溫下放置12個月以上，仍具有超疏水

4、性;在pH為2～12的不同環(huán)境下，超疏水涂層具有較好的穩(wěn)定性。對刮傷的涂層進行修復后，涂層又恢復了超疏水特性。
　　3.采用水熱法在銅基表面原位構建了具有片狀、六角菱形狀、菜花狀及無規(guī)塊狀等多種形貌的氧化銅微納米結構。在0.01 mol·L-1同濃度等體積的醋酸銅和六次甲基四胺混合溶液中，水熱溫度90℃，反應時間24小時條件下，所制備的氧化銅為尺寸均勻的六角菱形結構。用質量分數(shù)為2％的硬脂酸/乙醇溶液對表面生成有六角菱形狀氧化銅膜

5、進行了浸漬涂覆，獲得了硬脂酸涂覆的超疏水氧化銅膜，其接觸角達157±1.7°。
　　4.運用電化學工作站，對比研究了上述超疏水涂層在模擬環(huán)境中的防腐蝕性能。結果表明，在浸泡初期，由于超疏水涂層的存在，其自腐蝕電流密度（icorr）明顯降低，而阻抗(Rct)顯著增加，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性能。而到浸泡后期， icorr和Rct值與空白試樣的值到同一數(shù)量級，超疏水涂層對基體的防腐作用明顯降低。運用掃描電鏡和X-射線光電子能譜對浸泡前后涂