石墨烯-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合涂層的制備及其在輻照環(huán)境中防腐性能研究.pdf

1、核動(dòng)力船舶采用核動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)，長(zhǎng)期工作于海洋環(huán)境中，船體和艦載裝備的表面防護(hù)涂層必須具備耐受高能射線如伽馬射線輻照損傷的能力，更需要具有優(yōu)異的防腐等性能。環(huán)氧樹(shù)脂（epoxy）涂層是常用的防腐材料，在伽馬輻射長(zhǎng)期作用下易出現(xiàn)起泡、開(kāi)裂等老化現(xiàn)象，最終導(dǎo)致其減弱或者喪失防護(hù)性能。石墨烯具有優(yōu)越的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能，已被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。本課題提出利用石墨烯的高導(dǎo)電性、耐腐蝕以及良好的自由基捕獲特性，制備具有優(yōu)良耐γ射線損傷能力的石墨

2、烯/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合涂層。主要取得了如下研究成果：
　?。?）采用硅烷偶聯(lián)劑 KH560對(duì)石墨烯表面進(jìn)行修飾，用 FTIR表征了修飾后石墨烯表面特征基團(tuán)的變化；將表面功能化后的石墨烯添加于環(huán)氧樹(shù)脂中，制備了石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合涂層，通過(guò)AFM、TEM等對(duì)復(fù)合涂層進(jìn)行表面分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明環(huán)氧樹(shù)脂中石墨烯分散良好，適量石墨烯（0.25wt％）的加入有利于減少環(huán)氧樹(shù)脂涂層表面缺陷，而加入過(guò)多的石墨烯（0.5wt%和0.75wt%）則導(dǎo)致涂

3、層表面出現(xiàn)孔洞等現(xiàn)象，使腐蝕防護(hù)性能出現(xiàn)了下降趨勢(shì)。
　　（2）系統(tǒng)研究了不同（表面功能化）石墨烯摻入量對(duì)復(fù)合樹(shù)脂涂層的核輻照環(huán)境下耐腐性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該涂層經(jīng)受280 KGy后，添加石墨烯（含量分別為0.25wt%，0.5wt%和0.75wt%）的石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合涂層的腐蝕防護(hù)性能明顯優(yōu)于純樹(shù)脂，這是由于石墨烯的加入，可以有效減少輻照交聯(lián)現(xiàn)象的發(fā)生，從而減緩?fù)繉永匣?。石墨烯摻入量?.25wt%樣品， Tafel腐蝕

4、電流最小，具有較正的腐蝕電位，EIS測(cè)試表明其阻抗均較其他三種樣品阻抗更大，從而說(shuō)明了加入適量石墨烯的樣品（0.25wt%）在伽馬輻照環(huán)境中具有更優(yōu)異的耐蝕性能。
　?。?）利用ESR，F(xiàn)TIR和 TEM等測(cè)試手段，表征了石墨烯在輻照環(huán)境中的自由基能力吸附性能。測(cè)試數(shù)據(jù)表明摻入量為0.25wt%樣品中自由基產(chǎn)生數(shù)量最小，石墨烯吸收自由基種類可能為過(guò)氧自由基類，涂層中石墨烯含量過(guò)大將影響吸收自由基的效率。
　?。?）通過(guò)水熱合