酒石酸改性氧化石墨烯對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的抗磨耐蝕性能影響.pdf

1、氧化石墨烯是石墨烯的氧化衍生物，具有強(qiáng)度高、韌性好、潤(rùn)滑效果優(yōu)異等特點(diǎn)。氧化石墨烯具有與石墨烯類似的蜂窩狀二維平面片層結(jié)構(gòu)，且氧化石墨烯片層表面及邊緣含有豐富的含氧官能團(tuán)，這些含氧官能團(tuán)既能與聚合物或芳香族小分子以非共價(jià)鍵形式結(jié)合，以提高氧化石墨烯與其他材料的相容性，也能作為共價(jià)鍵修飾的反應(yīng)位點(diǎn)，使氧化石墨烯能有效接枝在聚合物基體上?，F(xiàn)有研究已證明氧化石墨烯在潤(rùn)滑油、水泥中能起到一定的減摩潤(rùn)滑作用，但因?yàn)檠趸┰跇?shù)脂中易團(tuán)聚難分散，

2、因而目前氧化石墨烯在涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用研究發(fā)展緩慢。
　　本文針對(duì)氧化石墨烯與樹(shù)脂相容性差的問(wèn)題，先選取葡萄酒生產(chǎn)、加工過(guò)程中常見(jiàn)的副產(chǎn)物酒石酸作為改性劑與氧化石墨烯進(jìn)行反應(yīng)，然后將改性氧化石墨烯應(yīng)用到環(huán)氧樹(shù)脂中，以觀測(cè)其對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂涂層抗磨耐蝕性能的影響，最后依據(jù)改性氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)分析造成環(huán)氧樹(shù)脂抗磨耐蝕性能變化的原因。本研究具體內(nèi)容包括:一，利用酒石酸作為改性劑與氧化石墨烯進(jìn)行反應(yīng)以制備酒石酸改性氧化石墨烯，并依據(jù)表征結(jié)果推導(dǎo)酒

3、石酸改性氧化石墨烯的反應(yīng)機(jī)理;二，測(cè)定E20、E44、E51三種常見(jiàn)環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值、電化學(xué)性能及摩擦學(xué)性能，分析環(huán)氧值變化對(duì)摩擦學(xué)性能和電化學(xué)性能的影響;三、以機(jī)械攪拌的方式制備酒石酸改性氧化石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料并噴涂成膜，分析復(fù)合涂層的摩擦學(xué)及電化學(xué)行為，研究酒石酸改性氧化石墨烯對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂抗磨耐蝕性能的影響，并以酒石酸改性氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)為依據(jù)分析造成環(huán)氧樹(shù)脂抗磨耐蝕性能變化的原因。其研究結(jié)果如下:
　　1、酒石酸改性氧化

4、石墨烯具有二維平面結(jié)構(gòu)，與氧化石墨烯相比，羥基含量由4.9％升至9.4％，sp2雜化碳含量由41.8％升至62.5％，羧基含量則由53.3％降至21.9％左右，而酯鍵含量則由0％升至6.2％左右;
　　2、酒石酸改性氧化石墨烯的改性機(jī)理為:酒石酸上的羧基和氧化石墨烯上的羥基間發(fā)生酯化反應(yīng)，脫去一分子水并將酒石酸剩余部分接枝到氧化石墨烯上;
　　3、隨著環(huán)氧值的升高，涂層的抗電化學(xué)腐蝕性能隨之提高，涂層摩擦系數(shù)、磨損率均會(huì)增大

5、;
　　4、酒石酸改性氧化石墨烯具有更好的電化學(xué)腐蝕抗性，當(dāng)酒石酸改性氧化石墨烯添加量為2.0％時(shí)，tGO/EP復(fù)合涂層的涂層電容最小;當(dāng)酒石酸改性氧化石墨烯添加量為0.5％時(shí)，tGO/EP復(fù)合涂層的涂層電阻及電荷轉(zhuǎn)移電阻最小;當(dāng)酒石酸改性氧化石墨烯添加量為1.0％時(shí)，tGO/EP復(fù)合涂層的雙層電容最小;
　　5、酒石酸改性氧化石墨烯具有更好的減摩效果，當(dāng)酒石酸改性氧化石墨烯添加量為1.0％～1.5％時(shí)，其摩擦系數(shù)在0.46