短切玄武岩纤维增强环氧树脂复合涂层的制备及性能研究

目的 研究玄武岩纤维/树脂基体界面对涂层性能的影响,通过界面结构的调控提升复合涂层的综合性能。方法 采用酸刻蚀、活化和化学接枝等改性方法处理短切玄武岩纤维,制备短切玄武岩纤维增强环氧复合涂层。通过扫描电子显微镜、硬度测试、摩擦磨损测试、热重分析、电化学测试等方法研究短切玄武岩纤维不同表面改性方法(酸刻蚀、酸刻蚀+化学接枝、活化处理、活化+化学接枝)和添加量对涂层硬度、摩擦磨损性能及腐蚀防护性能的影响。结果 4种表面改性方法均对短切玄武岩纤维的表面活性有提升效果,改善了短切玄武岩纤维与环氧树脂的相容性。其中,活化+化学接枝协同改性的效果最为显著,经过该方法改性后,复合涂层的硬度、耐磨性、耐热性显著提高。与环氧涂层相比,复合涂层的摩擦因数降低了0.113,硬度提高了32.59%,相同温度(320℃)下的重量损失降低了5%。同时,复合涂层的耐蚀性也显著增强,浸泡133 d后的涂层阻抗值仍保持1×10⁸?·cm²以上。结论 表面改性使短切玄武岩纤维与环氧树脂之间相容性增强,进而形成了强有力的相互作用与结合,使得环氧涂层的硬度、耐磨性能、耐热性能和腐蚀...     

间苯二胺-氧化石墨烯/有机涂层的制备及防腐性能研究

针对有机涂层中氧化石墨烯(GO)分散性差、与树脂相容性不好的问题,本工作选择间苯二胺作为"桥接物质",利用其分子上的两个胺基与GO和环氧树脂的环氧基团分别键合,从而改善GO与环氧树脂间的相容性。同时,利用间苯二胺的空间位阻效应有效改善了GO的团聚问题,提高在环氧树脂中的分散性。采用化学接枝法得到间苯二胺表面改性的GO(M-GO),并制备了M-GO与环氧树脂E-44复合涂料(EP/M-GO)。结果表明,间苯二胺的胺基能够成功与GO表面的环氧基团键合,且在透射电镜下可以观察到M-GO呈现出少量片层的状态,团聚现象明显改善。另一方面,涂层截面形貌表明M-GO与基料树脂之间结合良好。复合涂料在12 d的盐雾实验后仍然能够为金属基底提供保护,且浸泡1000 h后的阻抗模值(|Z|0.01 Hz)仍可达109数量级,防腐性能明显提高。     

不同碳链长度咪唑啉缓蚀剂在CO2驱采油环境中的腐蚀防护作用

目的 合成制备适用于CO2驱油环境中井筒材料的腐蚀防护的咪唑啉缓蚀剂,探究碳链长度对咪唑啉缓蚀剂腐蚀防护性能的影响机制。方法 以辛酸、月桂酸、硬脂酸和二乙烯三胺等为原料,经酰胺化和环化后制备得到3种碳链长度(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱、量子化学计算、失重法、电化学方法以及表面观察技术,对合成缓蚀剂在CO2驱油环境中对井筒材料的腐蚀防护性能进行了评价。结果 红外测试观察到3种链长(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂的特征吸收峰,表明3种链长咪唑啉缓蚀剂成功制备。量子化学计算表明,合成的C17咪唑啉缓蚀剂具有最优的供电子能力和最佳的疏水能力。腐蚀失重和电化学测试结果显示,所合成的3种不同碳链长度的咪唑啉缓蚀剂均对CO2驱腐蚀环境中N80钢具有良好的腐蚀防护作用,随着缓蚀剂浓度的提升,其缓蚀效率逐渐增高。其中含有17个碳链的咪唑啉缓蚀剂(C17)在10 mg/L时缓蚀效率达到了90%以上。拉曼光谱观察到N80钢表面C=N和C—N的吸收峰,表明合成的3种缓蚀剂在N80表面上吸附。SEM结果发现,添加C17咪唑啉的N80表面腐蚀最为轻微,其腐蚀防护效果最优。结论 合成的C17碳链的咪唑啉缓蚀剂具有优异的腐蚀防护效果,随着碳链长度的增加,碳链的推电子能力增强,使得咪唑啉缓蚀剂更容易在N80钢表面吸附,同时长碳链形成的缓蚀剂膜层也具有更好的疏水作用,导致咪唑啉中缓蚀剂越长其缓蚀效果越好。     

基于HSV(色相-饱和度-明度)与形状特征的涂层锈点图像识别*

图像识别技术广泛应用于涂层领域,图像特征的选择是提升识别率的重要因素,而形状特征在涂层锈点的图像识别中未见报道。基于涂层锈点的颜色和形状特征,结合机器学习对其进行图像识别。通过采集 3 种常见自然光照强度下的 90 张涂层锈点图像,使用同态滤波对图像进行预处理,利用 HSV（色相-饱和度-明度）颜色空间来区分锈点与无锈点区域。然后提取锈点的 8 种形状特征对锈点区域进一步细化,用 Pearson 相关系数对形状特征进行筛选,将颜色特征、单一形状特征、8 种组合形状特征、筛选后的组合形状特征、颜色特征与筛选后组合形状特征的融合特征分别作为参量输入 Linear 核函数、RBF 核函数、Polynomial 核函数和 Sigmoid 核函数 4 种核函数的支持向量机（SVM）对锈点进行识别。研究结果表明：联合 SVM 与颜色、形状特征参量构建的图像识别算法能较准确地识别涂层锈点,其中基于颜色特征与筛选后形状特征的融合特征的准确识别率最高可达 93.33%。形状特征可作为另一种特征信息来提高锈点图像识别的精确度,可为涂层锈点的图像识别技术研究提供参考依据。     

实验室加速环境下水性快干环氧厚浆底漆老化机理及失效过程

目的 通过实验室循环加速试验模拟海洋大气环境,研究水性快干环氧厚浆底漆在服役过程中的老化机理及失效过程。方法 设计“浸泡?紫外/冷凝?湿热老化循环加速试验”,并借鉴化学配方问题中的混料法设计循环试验中各单因素试验时长,随机生成3组不同时间组合的循环加速试验环境谱。采用电化学交流阻抗法,结合光泽度、色差、硬度、附着力及红外光谱等数据研究底漆的性能变化。结果 在3组不同环境循环试验中,环境1(浸泡24 h?紫外/冷凝72 h?湿热老化48 h)中的底漆破坏程度最严重,硬度下降明显,6个循环周期后失光率、色差显著升高,等级分别为严重失光和严重失色,低频阻抗下降至3.9×10³ ?.cm²;环境2(浸泡/4 h?紫外/冷凝12 h?湿热老化78 h)和环境3(浸泡54 h?紫外/冷凝42 h?湿热老化48 h)中的涂层硬度无明显变化,涂层附着力先上升后下降,试验结束后涂层低频阻抗均下降至2.7×10⁵ ?.cm²。结论 水性环氧厚浆底漆的老化机理为亲水基团引起的水降解和紫外辐照引起的光氧降解间的协同作用,失效过程可分为涂层吸水、涂层/金属基体界面腐蚀发生和涂层失效等3个阶段。     

深海压力-流速耦合环境对环氧玻璃鳞片涂层失效行为的影响

采用吸水率测试EIS、附着力测试SEM、FT-IR等方法,对比研究常压-静态环境(0.1 MPa-0 m/s)、流体流动环境(0.1 MPa-4 m/s)、高静水压力环境(10 MPa-0 m/s)和压力-流速耦合环境(10 MPa-4 m/s)下环氧玻璃鳞片涂层的失效行为和机制.实验结果表明,耦合环境下,填料与涂层基...     

水凝胶在腐蚀防护领域应用进展综述

水凝胶材料由于其独特的含水交联网络结构,具有优越的亲水、润滑、耐磨、生物相容等特性,是近年来发展极为迅速的高分子材料之一,被广泛用于药物传输、软体机器人、可植入器官、传感器等生物医学等工程领域。在腐蚀防护领域,水凝胶材料由于其独特性质逐渐受到学者的关注,成为了新兴腐蚀防护材料之一。通过文献综述的方法,对化学交联法与物理交联法两种水凝胶的主要制备方法进行对比,对两种方法制备的水凝胶材料的结构和性质进行了对比,进一步分析了水凝胶材料具有的独特性质,及其在腐蚀防护领域的应用潜力。其中化学交联制备出的水凝胶,其稳定性好,力学强度高,具有良好的耐磨防污性,可制备出性能优异的海洋防污涂层。物理交联制备的水凝胶由于其内部具有三维网络空间结构可负载缓蚀剂,且其内部存在大量的动态可逆键,具有环境响应性,能随着环境pH、温度等变化而改变自身溶胀程度,从而改变负载在水凝胶中的缓蚀剂的释放速率。因此,对比传统固体缓蚀剂和液体缓蚀剂,水凝胶智能缓蚀剂对金属有着更长效的腐蚀防护性能,具有良好的应用前景。根据水凝胶材料的独特性质,着重分析了水凝胶材料在腐蚀防护领域的应用现状,并对研究前景进行了分析。目前制备水凝胶涂...