水溶性聚苯胺的合成及导电防腐涂料的制备

以高分子酸为掺杂剂合成了水溶性聚苯胺,并探讨了掺杂剂体系对产物性能的影响.测试结果表明:采用聚对苯乙烯磺酸掺杂合成的聚苯胺(PANI/PSSA),当[PSSA]/[An]=1,[APS]/[An]=1.2时,产物电导率达到最大值0.19 S/cm,且溶液可长时间稳定.用该溶液与水性环氧树脂共混,在镁合金表面制备出具有防腐、导电双效功能的涂层;电化学阻抗谱及极化曲线研究表明,当面漆中聚苯胺含量为15%时,涂层防腐性能优异,电导率达到4.7×10-6S/cm,相比纯环氧涂层,腐蚀电位正移了279 m V,自腐蚀电流密度从7.01×10-6A/cm2下降到1.31×10-8A/cm2,此时涂层具备防静电和防腐蚀的功能.     

聚苯胺/氧化铈复合涂层的防腐性能

制备苯胺与氧化铈质量比分别为1:100,1:200,1:300的聚苯胺/氧化铈复合物,将制备的不同质量比的聚苯胺/氧化铈复合物与环氧树脂溶液共混制备防腐蚀涂料,通过测试该涂料在酸、碱、盐溶液中的交流阻抗谱与腐蚀电位,研究了聚苯胺/氧化铈/环氧树脂复合防腐涂料的防腐蚀性能.实验结果表明,以苯胺与氧化铈质量比为1:100聚苯胺/氧化铈复合粒子为填料的涂料抗腐蚀性能最好,所制备涂料抗酸腐蚀性能较差,而抗碱和抗盐腐蚀性能较好.     

镁合金表面等离子喷涂Al涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al涂层,测试了镁合金及Al涂层试样的极化曲线,研究了没有涂层的镁合金、经封孔处理和未经封孔处理的Al涂层镁合金3种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为。结果表明,经封孔处理的Al涂层试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和未封孔处理的试样,在浸泡实验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾实验中却优于镁合金。     

酒石酸二次掺杂聚苯胺纳米纤维的防腐性能

采用直接混合氧化法在酒石酸体系中合成了掺杂态和二次掺杂态聚苯胺。通过扫描电镜、红外光谱仪和紫外-可见光谱仪对聚苯胺产物的形貌及结构进行表征,并且对聚苯胺/环氧树脂复合涂层的防腐性能进行了电化学测试。结果表明,酒石酸二次掺杂态聚苯胺有规整的纳米纤维形貌,且二次掺杂态聚苯胺涂层比一次掺杂态聚苯胺涂层对碳钢具有更好的防腐性能。随着浸泡时间的延长,聚苯胺涂层对碳钢的防腐效果有所下降,浸泡30d后二次掺杂态聚苯胺涂层的开路电位比一次掺杂态高出125mV,阻抗值比一次掺杂态高出一个数量级。     

二次掺杂聚苯胺纳米材料的制备及其防腐性能

在高氯酸体系下,采用直接混合氧化聚合法合成高氯酸一次掺杂聚苯胺纳米材料,经氨水解掺杂后,再用高氯酸、草酸、钼酸、单宁酸对其进行二次掺杂得到二次掺杂聚苯胺纳米材料,采用扫描电镜、四探针电导率测试仪、红外及紫外光谱测试技术对产物进行了表征分析,并通过电化学工作站测试了不同聚苯胺/环氧树脂共混涂层的防腐性能。结果表明:通过二次掺杂过程,4种目标掺杂酸能有效掺杂到本征态聚苯胺分子链中;与本征态聚苯胺和高氯酸一次掺杂聚苯胺产物相比,二次掺杂态聚苯胺的纤维直径略有增加、纤维长度明显增长,且产物粗细更为均匀;聚苯胺/环氧树脂涂层在3.5%NaCl溶液中对Q235碳钢具有明显的防腐蚀效果,与一次掺杂态聚苯胺涂层相比,4种二次掺杂态聚苯胺涂层具有更好的防腐蚀性能,其中单宁酸和草酸二次掺杂态聚苯胺涂层具有最优的防腐效果,在浸泡120d后的阻抗均保持在109Ω·cm2以上。     

Ce~(3+)-聚苯胺/蒙脱土复合材料掺杂环氧涂层的制备及耐腐蚀性能

采用原位插层聚合法合成了聚苯胺/蒙脱土复合材料(PANI/MMT),通过阳离子交换吸附制得了Ce~(3+)-聚苯胺/蒙脱土复合材料(Ce~(3+)-PANI/MMT).随后对所制备的样品进行表征.将PANI,PANL/MMT,Ce~(3+)-PANI/MMT粉末添加到环氧树脂中(质量分数为5%),涂覆在碳钢表面,干燥.将4种涂层浸泡在3.5%NaCl溶液中,通过电化学实验来比较4种涂层的耐蚀性能.研究结果表明,Ce~(3+)-PANI/MMT复合材料掺杂的环氧涂层的耐腐蚀性能最好,且具有一定的自修复性能.     

Ca对医用Mg-1Zn-xCa合金材料在模拟体液中腐蚀行为的研究

Mg-1Zn-xCa（x=0.25,0.5,1）合金通过浸泡于模拟体液（Hank’s模拟体液）中在恒温（37℃）条件下进行为期0～32 d的腐蚀浸泡实验.对浸泡后的试样宏观腐蚀形貌观察,测定其腐蚀速率.在浸泡期间测其交流阻抗和极化曲线,研究Ca含量对镁合金组织和腐蚀性能的影响。实验结果表明：在Hank’s模拟体液中,随着含Ca量的增加（x=0.25%,0.5%,1%）,Mg-2Zn-xCa合金的腐蚀程度加剧,腐蚀速率增大;由交流阻抗谱和极化曲线的测试分析发现,随着含Ca量的增加,交流阻抗谱的容抗弧逐渐增大,极化电流密度逐渐减小,镁合金的耐蚀性逐渐降低;因而,三种镁合金中Mg-1Zn-0.25Ca合金表现出最佳的抗腐蚀性能。     

溅射Ti涂层的Mg-7Y-2.5Zn-2Si/Al合金电化学腐蚀行为研究

为提高镁合金耐电化学腐蚀性能,研究磷化溅射Ti涂层的Mg-7Y-2.5Zn-2Al和Mg-7Y-2.5Zn-2Si两种镁合金在质量分数为3. 5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能.对两种试样进行电化学腐蚀试验,腐蚀后用扫描电镜(SEM)观测镁合金表面形貌,以及使用维氏硬度计对腐蚀后的镁合金进行硬度分析.磷化后溅射Ti涂层镁合金的电化学实验结果表明:含Si镁合金比含Al镁合金腐蚀膜更加稳定紧凑,通过磷化后溅射Ti涂层工艺处理后的镁合金的腐蚀膜与基体的连接性能较好,耐蚀效果提高较为显著.     

船用钢铁复合涂层聚苯胺含量及粒径对防腐性能的影响

以苯胺为单体,过硫酸铵和重铬酸钾为复合氧化剂,通过化学氧化法合成了几种不同粒径聚苯胺(PANI)粉体样品。以聚苯胺为功能成分,环氧树脂为成膜物质,在船用钢铁表面制备了聚苯胺不同含量及粒径的复合防腐涂料,研究聚苯胺不同含量及粒径复合防腐涂层的防锈和缓蚀性能。结果表明,船用钢铁表面聚苯胺复合涂层防腐性能明显好于常规防腐涂层,当聚苯胺含量达到涂料总量9%~18%、粒径小于20μm时效果最佳。     

基于聚苯并噁嗪/氮化硼三维骨架的导热环氧树脂复合材料的制备与性能

针对导热复合材料中填料含量过多会导致力学等性能下降以及三维导热骨架中黏合剂与树脂基体相容性差的问题,本文采用牺牲盐模板法,制备了基于聚苯并噁嗪/氮化硼(PPH-ddm/BN)三维导热骨架,进一步与环氧树脂(epoxy, EP)复合,得到了环氧树脂/聚苯并噁嗪/氮化硼(EP/PPH-ddm/BN)复合材料。当BN质量分数为19%时,复合材料的导热系数为1.01 W·m^-1·K^-1,比纯环氧树脂提高了381%。归因于三维导热网络的形成以及聚苯并噁嗪和环氧树脂间良好的相容性,降低了氮化硼与树脂基体的界面热阻。骨架碳化后,环氧树脂/碳/氮化硼(EP/C/BN)复合材料的导热系数最高可达1.38 W·m^-1·K^-1,比纯环氧树脂提高了557%,为目前相同BN含量下聚合物基复合材料的最高值。复合材料的硬度与弯曲强度随BN含量增加而提高,相关研究为发展填料含量较低的热管理材料提供了新思路。     

Mo含量对自熔性铁基合金组织性能的影响

为提高镀铝锌板生产机组316L沉没辊的耐高温磨损–腐蚀性能,采用激光熔覆技术在316L基体表面制备Fe60涂层和4种含Mo(质量分数为2.5%,5.0%,7.5%,10.0%)的Fe60复合涂层,对不同涂层的物相、微观组织、力学性能、摩擦性能和腐蚀性能进行表征,探究Mo含量对Fe60涂层组织和性能的影响。结果表明：含Mo涂层析出硬质相Fe_9.7Mo_0.3,Mo对Fe60涂层晶粒度和组织缺陷均有影响,随Mo含量的增加,涂层晶粒度和组织缺陷数均先减后增,w(Mo)=5.0%涂层晶粒度最小、组织无缺陷;与Fe60涂层相比,含Mo涂层硬度降低,而耐磨性均有提升,随Mo含量的增加,涂层耐磨性能先增后减,w(Mo)=5.0%涂层磨损失重最低;与Fe60涂层相比,含Mo涂层耐高温铝锌液腐蚀性能均有提升,随Mo含量的增加,涂层腐蚀速率下降,但Mo质量分数超过5%时,涂层腐蚀面存在局部断裂,实际耐腐蚀性能下降。     

Mg-Zn-Ca合金中Zn对腐蚀性能的影响

采用熔剂保护法制备了3种Zn含量分别为0.5%,1%和2%的Mg-Zn-Ca合金,其在Hank’s模拟体液中进行了浸泡腐蚀实验及电化学实验测试。实验结果表明：在Hank’s模拟体液中,含锌量为0.5%镁合金腐蚀速率最小且自腐蚀电位最高;三种成分镁合金的交流阻抗谱以含锌量为0.5%镁合金的容抗弧最大,说明含锌量为0.5%的镁合金耐腐蚀性能最佳。     

T_8-NH_2/E-44复合涂层的制备及其防腐性能研究

以纳米杂化材料单氨基笼型倍半硅氧烷T_8-NH_2作为改性剂,改性环氧树脂E-44,制备T_8-NH_2/E-44复合涂层,应用于低碳钢表面以提高金属表面的防腐蚀性能.通过扫描电镜(SEM)、盐雾腐蚀、浸泡增重及极化曲线测试考察了不同添加量的T_8-NH_2复合涂层在中性介质中防腐蚀性能的影响.实验结果表明:当T_8-NH_2添加量为2%时,在E-44中的分散效果最佳,复合涂层的耐盐雾腐蚀性能最好,在浸泡了480 h后具有最小增重值,极化曲线腐蚀电位正移约232 mV,腐蚀电流下降近258倍,腐蚀速率下降近134倍.实验结果验证,T_8-NH_2/E-44复合涂层可提高低碳钢表面的防腐蚀性能.     

无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及性能

以低成本的无尘纸为基底吸附氧化石墨烯,再通过水热处理得到还原氧化石墨烯,最后将苯胺原位聚合到无尘纸@还原氧化石墨烯上,制备得到无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料。运用循环伏安法、恒电流充放电法、阻抗法等测试该复合材料的电化学性能。结果表明,与无尘纸@还原氧化石墨烯相比,无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的电化学性能有显著提高,在扫描速率为20 mV/s时,比电容达到280 F/g。基于无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料组装的电容器有良好的柔性,充电后可点亮白色LED灯。因此,具有柔性与电容性能的无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料能用于超级电容器领域。     

纳米CeO2对ZrO2-Y2O3陶瓷涂层耐腐蚀及结合强度性能的影响

通过在ZrO2-Y2O3为基的陶瓷粉体中添加不同数量的纳米CeO2,采用亚音速氧乙炔火焰喷涂制备陶瓷涂层.探讨纳米CeO2对涂层结合强度及耐碱腐蚀性能的影响.实验结果表明,纳米稀土氧化物CeO2的加入使涂层的显微组织得到改善,减少涂层中的孔隙率,提高涂层的致密度,且随着纳米CeO2加入量的增加,涂层的结合强度、耐碱腐蚀性能呈先上升后下降的趋势,纳米稀土氧化物CeO2添加量为3%(质量分数)时涂层中孔隙最少,晶粒细化,涂层致密,结合强度、耐碱腐蚀性能最好.     

真空离子镀Al-Si-Y涂层的高温性能研究

为提高Al-Si-Y涂层的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,利用自制的Al-Si-Y合金阴极靶材在镍基高温合金基体上沉积Al-Si-Y合金涂层,研究了Al-Si-Y涂层在1100℃时的恒温氧化性能1000℃时的循环氧化性能以及涂层在850℃时的75%Na₂SO₄+25%K₂SO₄熔盐热腐蚀行为,并将其与传统的二元渗Al-Si层以及国内外的多元涂层相比较.结果表明,自制的Al-Si-Y涂层的氧化性能和腐蚀性能要优于其他涂层.     

表面活性剂对镁合金基体上的非铬化镀镍涂层的腐蚀特性的作用

在镁合金AZ91D化学沉积了镍涂层,研究了非铬化预处理及表面活性物质对涂层腐蚀特性的影响。通过盐水试验(1mol/L HCl)和电化学极化试验(3.5%NaCl)检测了腐蚀性能。试验表明:化镀镍溶液中添加的表面活性剂可提高镁合金镍涂层上的抗腐蚀能力。此外,表面平整均匀的纳米和非晶相涂层提高了其抗腐蚀能力。极化试验表明,其腐蚀电位向正方转移,且腐蚀电流密度减低。浸泡试验和电化学极化试验都表明阳离子表面活化剂具有更好的提高抗腐蚀性能的作用。     

镍/聚苯胺复合材料的制备及其性质

采用原位聚合法制备不同质量比的镍粉(Ni)、聚苯胺(PANI)复合材料,其中以柠檬酸为掺杂酸,过硫酸铵作氧化剂。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外线光谱仪(FTIR)对该复合材料的结构进行表征与分析。结果表明复合物中Ni与PANI之间不存在化学键的作用。将制备的Ni/PANI复合材料和镍粉作为填料制成涂料,涂层用四探针测试仪和网络分析仪进行表征和分析,研究不同质量比的填料对涂层性能的影响。结果表明:在填料质量比相同的涂层中,原位制备复合材料涂层的电导率和屏蔽效能均高于机械混合制备的复合材料;当原位制备的复合材料中Ni,苯胺(AN)质量比为1:4时,涂层的电导率和屏蔽效能均高于其他涂层,电导率达92.575 S/cm,屏蔽效能在所测频率范围内在70 dB以上,其中60%左右为吸收损耗。     

Mn_2O_3/PANI的制备及其防腐性能研究

采用溶剂热法制备Mn_2O_3微球,与化学氧化法制备的聚苯胺按不同比例混合,制得Mn_2O_3/PANI,将其涂覆于Q235碳钢表面制备复合涂层.采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)表征Mn_2O_3/PANI的表面形貌和结构,利用动电位极化和电化学阻抗谱研究复合涂层的耐蚀性能.结果表明,当Mn_2O_3在复合材料中的质量分数为10%时,防腐性能最优.在3.5%NaCl溶液中浸泡7天后,相较于Q235裸钢,其自腐蚀电位正移约380 mV,自腐蚀电流密度降低约3个数量级;浸泡37天后,其仍有良好的稳定性和耐蚀性.     

三种隔热填料对环氧涂层的阻燃和隔热性能的影响

使用膨胀珍珠岩、海泡石和空心玻璃微珠作为隔热填料制备了一种兼备阻燃和隔热性能的涂层,并研究了填料含量变化对涂层的阻燃、隔热以及物理性能的影响。结果表明:同等添加比例下,添加空心玻璃微珠的环氧涂层比添加海泡石和膨胀珍珠岩的具有更低的导热系数、热释放速率峰值和总释放热。涂层的隔热性能和阻燃性能随着填料含量的增加呈现先增加后减小的趋势,物理性能随着添加隔热填料的增加而下降。当涂料中的填料含量在20g时,涂层具备较优的隔热和阻燃性能,且此时涂层的物理性能满足使用要求。