【摘要】：近年來,微膠囊技術(shù)在涂層自修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。本文創(chuàng)新性地將天然多糖(殼聚糖、海藻酸鈉)用于載體微球制備,封裝緩蝕劑(植酸鈉、酒石酸鈉)后添加到水性涂層中,研究改性后涂層的防腐蝕機(jī)理。通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),研究不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)載體微球形貌和性能的影響,確定最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)。利用電化學(xué)阻抗譜分別研究包覆緩蝕劑植酸鈉、酒石酸鈉的載體微球在pH值為3、7和9時(shí),緩蝕劑的釋放行為。將包覆緩蝕劑植酸鈉、酒石酸鈉的載體微球添加到水性聚丙烯酸涂層中,利用電化學(xué)手段研究改性后涂層的防腐蝕機(jī)理,通過海水浸泡實(shí)驗(yàn)研究改性涂層的防腐蝕性能。結(jié)果表明,殼聚糖載體微球的最佳制備參數(shù)為:水油比為1:20、交聯(lián)劑香草醛和殼聚糖的質(zhì)量比為3:1、pH值為9,制備的微球粒徑為20-30μm;海藻酸鈉載體微球的最佳制備參數(shù)為:水油比為1:20、乳化劑和油相的體積比為2:100、醋酸和所加納米碳酸鈣的摩爾比為4:1,微球粒徑約為20μm。利用負(fù)壓浸漬法成功將緩蝕劑植酸鈉和酒石酸鈉包覆到載體微球中,殼聚糖微球中兩種緩蝕劑的包封率分別為25.79%和35.00%;海藻酸鈉載體微球中兩種緩蝕劑包封率分別為29.85%和30.65%。緩蝕劑植酸鈉和酒石酸鈉在不同pH值環(huán)境下從載體殼聚糖微球中的釋放速率均滿足pH=9pH=7pH=3,從載體海藻酸鈉微球中的釋放速率均滿足pH=9pH=3pH=7;K-P模型是評(píng)估緩蝕劑從微球中釋放過程的最佳模型。將包覆植酸鈉、酒石酸鈉的殼聚糖微球按照5%的質(zhì)量比分別添加到水性聚丙烯酸涂層A中,隨著涂層浸泡時(shí)間的增加,電荷轉(zhuǎn)移電阻以及涂層孔溶液電阻都逐漸增大;將包覆植酸鈉、酒石酸鈉的海藻酸鈉微球按照5%的質(zhì)量比分別添加到水性聚丙烯酸涂層B中,隨著涂層浸泡時(shí)間的增加,電荷轉(zhuǎn)移電阻以及涂層孔溶液電阻都逐漸增大;這表明四種改性的涂層均具有了自修復(fù)防腐蝕性能,海水浸泡實(shí)驗(yàn)從宏觀上進(jìn)一步證實(shí)了四種包覆緩蝕劑的微球改性后的涂層防腐蝕性能得到了提高。因此將環(huán)保的殼聚糖和海藻酸鈉制備成載體微球,添加到水性涂層中可以在不同pH環(huán)境下有效控制緩蝕劑植酸鈉和酒石酸鈉的釋放,使得涂層具備了自修復(fù)性能,對(duì)涂層防腐蝕性能的提高和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P755.3
【圖文】：

然多糖緩蝕劑微球的自修復(fù)涂層及防腐蝕機(jī)理研究修復(fù)概念即無需人工干預(yù)涂層自我修蝕性能、延長(zhǎng)使用壽命的有效手段之一自修復(fù)按照修復(fù)機(jī)理大致分為兩類：一外界物理?xiàng)l件的變化進(jìn)行自修復(fù)[34-36]，供給體系能量，使其發(fā)生結(jié)晶、在其表；另一類是在體系中添加包覆了功能-49]。在防腐蝕領(lǐng)域，載體微球或微膠囊受損區(qū)域，提高其防腐蝕性能。

第 1 章 緒論利用數(shù)學(xué)建模研究出修復(fù)劑的滲透距離與單位體積中載體的濃度成反比。Jin[74]將修復(fù)劑環(huán)氧樹脂和胺基反應(yīng)物分別封裝到微膠囊中。包封環(huán)氧樹脂的微膠囊包含兩層壁材，分別是外層的聚脲甲醛和里層的聚胺基；芯材是低粘性稀釋劑稀釋的雙酚 A 環(huán)氧樹脂。包封胺基反應(yīng)物的微膠囊壁材是聚脲甲醛。圖 1.3 為兩種微膠囊的示意圖。將兩種微膠囊按照總量為 10%的比例埋植于環(huán)氧涂層中，總量不變的前提下，改變兩種微膠囊的添加比，研究其對(duì)涂層自修復(fù)性能的影響。結(jié)果表明兩種微膠囊的添加量為 1:1 時(shí)涂層的自修復(fù)效果最佳，溫度越高芯材的流失率越大，修復(fù)效果越差。

基于天然多糖緩蝕劑微球的自修復(fù)涂層及防腐蝕機(jī)理研究機(jī)械應(yīng)力引發(fā)型聚脲甲醛微膠囊在使用過程中受外界作用力的影響容易損，造成修復(fù)劑的流失。Jackson 等[75]制備了包覆二環(huán)戊二烯的聚合物微膠囊，并在聚合物內(nèi)壁的外面包覆上一層硅基涂層提高了微膠囊的硬度和分散性，避免了膠囊破損產(chǎn)生的修復(fù)劑流失。圖 1.4 為外層壁材為硅基的微膠囊的透射電鏡意圖。將微膠囊添加到環(huán)氧涂層中，提高了涂層的自修復(fù)性能。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 申艷嬌;楊濤;牛雪娟;杜宇;;外援型聚合物基自修復(fù)復(fù)合材料研究進(jìn)展[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2015年01期

2 馬厚義;崔聰穎;陳婷;;金屬腐蝕與防護(hù)簡(jiǎn)談[J];電化學(xué);2011年03期

3 宋曉艷;邢金峰;鄧聯(lián)東;董岸杰;;雙氯滅痛殼聚糖水凝膠微球的制備及其性能研究[J];功能材料;2010年01期

4 劉勇平;劉長(zhǎng)久;潘美姿;楊萬新;陳宇;李環(huán);;聚苯胺/SiO_2水基防腐涂料的制備與防腐蝕性能[J];桂林工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年04期

5 邊潔,王威強(qiáng),管從勝;金屬腐蝕防護(hù)有機(jī)涂料的研究進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 程淼;無氧銅在北方地區(qū)生活用水中腐蝕行為的研究[D];深圳大學(xué);2017年

2 王婷婷;海藻酸鈉微球包封L-抗壞血酸的制備及其在化妝品中的應(yīng)用[D];江南大學(xué);2014年

3 王丹;兩種含氯介質(zhì)中多潘立酮對(duì)紫銅的緩蝕性能研究[D];重慶大學(xué);2014年

4 付志英;殼聚糖包覆水溶性藥物微膠囊的制備與表征[D];華南理工大學(xué);2013年

5 鮑艷東;新型碲鎳鉻合金的耐腐蝕性能研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2759425