一、纳米材料在涂料中的应用(论文文献综述)
李安翔[1](2021)在《Fe3O4纳米复合材料的制备及应用研究》文中认为四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子由于具有成本低、耐腐蚀、电导率高等性能被广泛应用于防腐涂料及能源材料等领域,然而,单一的纳米Fe3O4存在聚集、服役过程中结构稳定性差等问题,需要通过复合改性Fe3O4以克服其在实际应用中的阻碍。本文采用还原氧化石墨烯(rGO)、聚苯胺(PANI)通过纳米复合途径制备Fe3O4纳米复合材料,研究其结构与性能的关系,并探索其在金属防腐以及在改性电极材料制备中的应用。本文主要研究内容如下:1、Fe3O4/PANI纳米复合涂层的制备及金属防腐活性研究利用纳米Fe3O4与苯胺盐(ANI+)的静电相互作用,形成苯胺氧化聚合的纳米复合物(Fe3O4-/ANI+)模板,制备核壳结构类球形Fe3O4/PANI纳米复合材料。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)与紫外可见光谱(UV-Vis)结果表明,Fe3O4与PANI界面间产生配位相互作用;透射电子显微镜(TEM)与扫描电子显微镜(SEM)结果表明,PANI壳层厚度随ANI/Fe3O4质量比的增大而增大;循环伏安法(CV)结果显示,相比PANI,在中性介质中Fe3O4/PANI依然表现出明显的氧化还原活性。将Fe3O4/PANI纳米复合材料填充于水性丙烯酸氨基烘烤涂料,制备Fe3O4/PANI有机复合涂料。极化曲线(Tafel Plot)、交流阻抗(EIS)、耐盐雾性能结果表明,Fe3O4/PANI的金属防腐活性受ANI/Fe3O4组成比影响很大。Fe3O4/PANI(1:2)表现最优异的金属防腐活性,防腐活性是未填充的有机涂层的3倍。流变性能测试显示,填充固体质量1%的Fe3O4/PANI纳米复合材料在涂层的分散性最好。X射线衍射(XRD)与X射线光电子能谱(XPS)等测试技术进一步研究揭示了 Fe3O4/PANI的金属防腐活性缘于Fe3O4/PANI的纳米阻隔效应与金属表面钝化作用机制。2、rGO/Fe3O4/PANI复合涂层的制备及金属防腐活性研究不使用任何有毒还原试剂,直接用苯胺单体还原表面负载稳定分散的Fe3O4纳米粒子的氧化石墨烯(GO)纳米片,得到苯胺还原氧化石墨烯负载纳米Fe3O4(氧化苯胺/Fe3O4/rGO);再在氧化苯胺/Fe3O4/rGO表面进行苯胺的氧化聚合,制备rGO/Fe3O4PANI三元纳米复合材料。采用TEM、SEM、FT-IR、UV-Vis、CV等手段表征纳米复合材料的形貌、结构以及界面间的相互作用,结果表明,纳米复合材料呈现层层组装纳米片微观结构,界面间形成π电子相互作用以及电子配位相互作用,这使其在中性环境中呈现氧化还原活性。通过流变性能、盐雾测试、EIS、Tafel Plot、XRD与XPS测试纳米复合涂层的流变与防腐性能,结果表明仅填充固体质量0.5%的rGO/Fe3O4/PANI(1:1:4)纳米复合材料在水性丙烯酸氨基烘烤涂料中显示出最优异的金属防腐性能,其在涂料中分散稳定,涂层致密度最高,rGO/Fe3O4/PANI(1:1:4)纳米复合材料在涂层中起到有效的物理阻隔作用并使金属表面产生有效钝化。3、氮掺杂碳包覆Fe3O4纳米材料(Fe3O4@C-N)的制备及表征在Fe3O4/PANI二元纳米复合材料研究的基础上,当PANI与Fe3O4质量比为2:1时,得到了规整的核壳形貌的复合材料。这为制备N掺杂C包覆纳米Fe3O4应用于锂离子电池负极材料提供了前驱体。将Fe3O4/PANI纳米复合材料在氮气氛围下高温分解,以PANI为碳源制备氮掺杂碳包覆的Fe3O4纳米材料(Fe3O4@C-N),SEM、TEM、FT-IR、TGA测试结果表明,Fe3O4表面PANI的碳化率为50%,Fe3O4@C-N中碳层与Fe3O4质量比接近1:1;形貌相比煅烧前没有明显变化,呈现核壳结构形貌。XRD、XPS结果表明Fe3O4晶格与碳层之间形成电子相互作用掺杂形态。电化学测试结果表明,相比纳米Fe3O4,Fe3O4@C-N复合材料的循环性能及倍率性能得到显着提高,这是由于氮掺杂与碳包覆能有效地提高Fe3O4纳米结构在充放电过程中的稳定性。
杨自远[2](2021)在《紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯哑光材料的制备及性能研究》文中认为哑光涂料具有自然雅致、符合现代的美学观以及能降低光环境污染的优点,近年来在涂料市场的需求量不断增加。二氧化硅(SiO2)因化学惰性强、粒径可控、折射率与成膜树脂相近等特点,已成为高档涂料中常用的无机消光剂。在涂料合成工艺中,紫外光(UV)固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂料固化速率快、安全高效且其制备的涂膜具有较高的抗冲击强度、耐磨性和断裂伸长率等优点,而被广泛应用于工业涂料、纺织物、油墨等制造业。将SiO2应用于PUA涂料中制备UV固化复合材料能够结合无机粒子与UV固化技术的优势,可得到性能优异的哑光型有机/无机复合材料。然而,SiO2表面活性高且存在不同键合状态的羟基,在光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料中易团聚,导致所制备的复合材料消光性差,综合性能不理想。为解决这些问题,本论文采用三种不同的方法对SiO2进行化学改性,将高分子聚合物或有机物接枝到SiO2表面以提高SiO2在PUA涂料中的分散性。并将改性SiO2与PUA光固化涂料混合,制备一系列UV固化复合材料,深入研究了复合材料的消光性、热稳定性、耐磨性等。主要内容如下:1、利用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与SiO2表面的羟基进行缩合反应,再用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)完成封端,得到了聚合物接枝改性的SiO2。将改性后的SiO2加入到PUA光固化涂料中,制备了含不同SiO2粒径的改性SiO2/PUA复合材料。结果表明,SiO2粒径越小,复合材料的光泽值越低,亲水性越强,同时复合材料的附着性和耐磨性均优于UV-PUA材料。当SiO2的平均粒径(D50)为2.5μm,含量为1.40 wt%时,和纯UV-PUA材料相比,改性SiO2/PUA复合材料的表面光泽度(60°)降低至14.1,附着力等级提高至0级,磨耗失重率降低至0.05%,水接触角降低至40.2°。2、利用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对SiO2进行预处理,将环氧基团引入到颗粒表面,再通过环氧开环反应在其表面接枝顺丁烯二酸酐/甲基丙烯酸羟乙酯(MAH/HEMA)有机物,得到了有机物改性的SiO2。并采用物理共混的方法将改性SiO2和马来酸酐接枝聚乙烯蜡(PEW-g-MAH)一起作为消光成分加入到PUA光固化涂料中,在两者的协同作用下,制备了含不同PEW-g-MAH用量的改性SiO2/PUA复合材料。结果表明,改性SiO2表面的-C=C与PUA涂料中的-C=C产生化学交联,使其能在聚合物体系中均匀分散,同时PEW-g-MAH的加入也进一步改善了SiO2在光固化涂料中的分散性。与纯UV-PUA材料相比,当改性SiO2的含量为1.30 wt%时,复合材料的光泽度(60°)降低至50.7,再加入1.40 wt%的PEW-g-MAH时,复合材料的光泽度(60°)降低至19.5,附着力等级提高至为0级,磨耗失重率降低至0.10%,水接触角降低至72.2°。3、利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对SiO2进行氨基化,然后与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行环氧开环反应,得到表面接枝了活性碳碳双键的改性SiO2。将改性SiO2引入到甲乙酮肟(MEKO)改性的PUA光固化涂料中,通过UV/热双重固化的方法,制备了含不同MEKO用量的改性SiO2/PUA复合材料。结果表明,接枝有机链段后,改性SiO2能有效地分散于光固化涂料中,并导致复合材料表面形成凹凸不平的膜相结构。同时,在UV固化机的辐射下,成膜过程中解封的-NCO可与HEMA分子中的-OH形成氨基甲酸酯键,分子间的相互运动导致涂膜表面产生一定的微相分离,进一步增大了复合材料表面的粗糙度。当改性SiO2含量为3.50 wt%时,复合材料的表面光泽度(60°)相比于纯UV-PUA光固化材料下降至40.8,而当光固化涂料中n(MEKO)/n(NCO)为0.6时,复合材料的表面光泽度(60°)降低至13.9,附着力等级提高至0级,磨耗失重率降低至0.12%,邵氏硬度提高至96.3 HD,水接触角提高至97.8°。
王晨[3](2021)在《聚丙烯酸酯/镁铝水滑石复合乳液的原位合成及其在防火涂料中的应用》文中提出聚丙烯酸酯乳液具有很多优点在很多领域得到广泛的应用,但其乳胶膜的耐热性,硬度较差,限制它的应用。使用无机纳米镁铝水滑石(MgAl-LDHs)对乳液进行改性,可有效解决这些问题。但是纳米MgAl-LDHs的粒径较小,与聚丙烯酸酯的相容性差。故制备性能良好的聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液需要解决纳米MgAl-LDHs在乳液中的分散问题。本工作在纳米MgAl-LDHs表面改性,聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液,复合乳液聚合机理、聚合动力学,复合乳液基水型防火涂料方面展开研究。研究了磷酸酯偶联剂(DN-27)对纳米MgAl-LDHs粉体的湿法表面改性。采用红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)等测试方法对样品进行表征。分析结果表明DN-27已经成功的接枝到了纳米MgAl-LDHs表面,纳米MgAl-LDHs偶联剂改性后团聚得到改善,分散性变好。论文还探究了磷酸酯偶联剂用量对纳米MgAl-LDHs改性效果的影响。研究了滴加法聚合工艺制备聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液,确定聚合最优条件。最优条件为,引发剂过硫酸钾(KPS)用量0.4%,壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)/十二烷基硫酸钠(SDS)用量3%,DN-27改性MgAl-LDHs的用量2%,反应温度75℃。利用确定好的条件,又采用间歇法的原位乳液聚合工艺制备复合乳液。通过FTIR、XRD、TG、TEM对两种工艺所制得的复合乳液及乳胶膜进行表征。分析结果可知,两种聚合工艺合成的纯丙乳液与复合乳液都成功制备,且纳米MgAl-LDHs的加入提高了乳胶膜的耐热性。TEM照片也可看出,滴加法制得的复合乳液中纳米MgAl-LDHs分散到乳胶粒中。研究了在纳米MgAl-LDHs存在条件下的原位乳液聚合动力学。探究了复合乳化剂用量,引发剂用量,改性纳米MgAl-LDHs用量和聚合反应温度对聚合反应速率的影响,得出聚合反应表观动力学方程为Rp=K[I]1.62[E]0.33[MgAl-LDHs]-0.06,通过阿累尼乌斯方程计算得表观活化能为89.13k J·mol-1。并且我们还在滴加法乳液聚合工艺中研究知单体滴加速率Ra的增加使得反应速率Rp也增加。研究了聚丙烯酸酯乳液、聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液配制水性膨胀型防火涂料。通过锥形量热仪与模拟大板燃烧法对涂料进行测试。结果表明,聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液配制水性膨胀型防火涂料的阻燃性高于聚丙烯酸酯乳液配制的水性膨胀型防火涂料,纳米MgAl-LDHs在其中起关键作用。
袁恒[4](2020)在《纳米粒子修饰氧化石墨烯/环氧树脂涂层的制备与性能研究》文中进行了进一步梳理在应对金属腐蚀的众多方法中,涂料保护是极其简单有效的一种。目前,环氧树脂(EP)因其优良的特性已成为应用最广泛的涂料基体之一,但其也存在着诸如脆性高、韧性差、防腐时间不长久的缺点,可以通过添加纳米填料进行改性。氧化石墨烯(GO),是一种二维片层材料,其表面含有大量活性官能团,拥有良好的力学性能和化学稳定性,目前在复合材料领域备受关注。然而,巨大的比表面积以及分子间的范德华力等因素降低了GO的分散性,影响了其进一步应用。为了解决上述问题,本文利用共价接枝和水热合成两种方法,对GO进行修饰,制备得到氧化石墨烯-钛(GO-Ti)以及还原氧化石墨烯-二氧化钛(RGO-Ti O2)复合物,之后将复合物添加至EP中,得到GO-Ti/EP,RGO-Ti O2/EP复合涂层。并对复合物的结构和复合涂层的各项性能进行了研究,得到结论如下:(1)测试结果表明两种对GO的修饰改性方法是成功的,Ti及Ti O2纳米粒子成功的均匀负载在GO片层上,改变了GO的结构。相较于GO 0.81nm的片层间距,GO-Ti的片层间距增大至1.02 nm,RGO-Ti O2复合材料片层大小减小,状态更为分散。说明纳米粒子的负载使氧化石墨烯的多层紧密堆积结构转变为薄层疏松结构;(2)沉降实验显示,在沉降实验进行至第7天时,GO/EP完全沉降,而GO-Ti/EP和RGO-Ti O2/EP在实验进行70天时仍然均匀分散。结合断裂面扫描结果,可以得出结论,GO-Ti和RGO-Ti O2在环氧树脂中呈现出优良的分散性和相容性;(3)电化学实验结果表明,在浸泡192 h后,GO-Ti/EP到达腐蚀中期,并且低频区阻抗模值高出GO/EP一个数量级,呈现出优异的防腐能力。在经过168h盐雾实验后,GO-Ti/EP和RGO-Ti O2/EP复合涂层在划叉处腐蚀蔓延仅有1 mm,优于GO/EP涂层。这表明GO-Ti和RGO-Ti O2与环氧树脂具有良好的相容性,可以形成“迷宫效应”来防止腐蚀性介质的渗透,延长腐蚀介质入侵路径,降低腐蚀速度;(4)机械性能研究表明,GO-Ti/EP和RGO-Ti O2/EP复合涂层可以耐受30kg/cm的冲击;相较于纯EP,GO-Ti/EP和RGO-Ti O2/EP复合涂层水煮前后附着力等级差提升4级;GO-Ti/EP平均摩擦系数降低0.34;RGO-Ti O2/EP磨耗值降低0.034 g,所制备的改性GO复合物有效提升了涂层的机械性能。这表明GO-Ti和RGO-Ti O2能够在涂层表面起到支撑、润滑和热传导作用,在涂层内部起到基体屈服效应、钉扎-裂纹效应以及两相界面效应,提高了涂层的强度、韧性以及耐磨性。
江泽军[5](2020)在《石墨烯基复合材料/环氧涂层防腐性能的研究》文中认为石墨烯做为一种新型的二维材料,具有高强度、高导电、层状结构、原子不透过等特性,近些年在防腐领域的研究广受重视。将石墨烯分散在涂料中,层状结构的它能够延长水、氧等腐蚀介质渗透路径,具有提高涂层防腐能力的作用。然而由于石墨烯导电性强,与金属接触后易构成腐蚀微电池,存在加速腐蚀的隐患,限制了石墨烯涂料的应用。将不导电无机氧化物与石墨烯复合,可屏蔽后者导电性,提高防腐性能,本课题制备石墨烯/二氧化硅、石墨烯/二氧化钛两种复合材料,并对其在环氧涂层中的防腐性能进行研究。首先研究硅烷偶联剂改性前后的石墨烯粉体在环氧涂层中的防腐性能。涂层机械性能以及交流阻抗测试,表明石墨烯粉体的较佳添加量为0.5wt%。对比KH550、Z6173、POTS三种硅烷偶联剂改性石墨烯的效果,得出偶联剂Z6173改性成本更低,效果更好,0.5wt%Z6173-G涂层在3.5wt%NaCl溶液浸泡30天后的Z0.01为4× 108Ω·cm2,优于未改性石墨烯涂层和纯树脂涂层。涂层表面和断面SEM表明偶联剂改性有助于提高石墨烯在树脂中的分散。其次利用正硅酸四乙酯水解缩合,在石墨烯表面生长二氧化硅,制备石墨烯/二氧化硅复合材料。对正硅酸四乙酯量、氨水量以及反应时间进行探讨,得到复合材料较佳合成条件为:50mg石墨烯、1.0ml正硅酸四乙酯、1.0ml氨水,室温下搅拌反应24h。SEM可见石墨烯表面均匀负载二氧化硅;TGA测试表明,复合材料中石墨烯质量占比约为31.2%。用偶联剂Z6173改性复合材料并将其添加至环氧涂料中,测试表明改性后的复合材料较佳添加量为1.5wt%,浸泡1天时涂层Z0.01为4.5×1010Ω·cm2,30天后降为6.4×109Ω·cm2,防腐性能相比石墨烯涂层有很大提高。同时以钛酸四丁酯为钛源,利用水解缩合法在石墨烯表面生长二氧化钛,制备石墨烯/二氧化钛复合材料。改变添加的钛酸四丁酯量、氨水量以及反应时间,得到复合材料较佳合成条件为:80mg石墨烯、0.3ml钛酸四丁酯、0.5ml氨水,45℃水浴条件下搅拌反应4h。SEM观察到二氧化钛在石墨烯表面均匀负载;TGA测试表明,复合材料中石墨烯质量占比约为57.3%。偶联剂Z6173改性复合材料并加入环氧涂层中,测试表明改性后的复合材料较佳添加量为1.Owt%,浸泡1天时涂层Z0.01为8.2×1010Ω·cm2,30天后降为7.7×109Ω·cm2,相比石墨烯涂层展现出更持久的防护。
杨明坤[6](2020)在《石墨烯改性导静电防腐涂料研究》文中指出导静电防腐涂料是随着科技的进步而迅速发展起来的一种功能性涂料,要求涂料兼具导静电和防腐蚀性能,广泛应用于海洋船舶、石油化工、航空航天、电子电器等众多领域。然而,目前导静电防腐涂料还存在导电性和防腐性兼容性差、成本高以及综合性能尚不理想等问题,因此研究并提升其综合性能成为该类涂料发展的技术关键。石墨烯是近年来发展起来的具有诸多特殊功能的新型纳米材料,其在导电、防腐蚀等方面的优异性能对于研制发展新型导静电防腐涂料提供了新的技术途径和方向。本论文基于以上技术需求,重点围绕石墨烯对涂料进行了改性,研究制备了不同类型的导静电防腐环氧涂料,并综合运用宏微观技术手段对改性涂层的导静电、防腐蚀、力学等性能进行了综合测试与表征,具体的研究内容和结果如下:1.采用锡锑氧化物(ATO)制备出ATO环氧涂层,主要研究了锡锑氧化物的不同含量对涂层的导静电性能、力学性能和防腐蚀性能的影响。综合性能测试结果表明,与相同体系EP/ATO涂层相比,EP/ATO(15.4wt%)涂层的表面电阻率降低了 4-5个数量级,具有良好的导静电性能以及力学性能。同时,EP涂层的耐腐蚀性能得到显着提高,在3.5 wt%NaCl溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,浸泡1天后,EP/ATO涂层低频阻抗值达到1.28×109Ω·cm2,浸泡80天之后,依然能够保持在107Ω·cm2以上,表现出良好的防腐性能。涂层在以上性能方面的提升,归因于ATO片状形状以及在涂层中的定向排列,形成了完整导电网络有效提高了涂层的物理屏蔽作用和导静电性能,有效抑制了腐蚀性物质向涂层内部的渗透和扩散。2.为了提高EP/ATO涂层的防腐蚀性能、导静电性能以及力学性能,通过添加石墨烯制备石墨烯改性导静电防腐环氧涂层(EP/ATO/rGO)。试验结果表明,EP/ATO/rGO(0.3wt%)涂层的防腐蚀性和导静电性能均优于相似体系的EP/ATO/rGO涂层,其表面电阻率达到2.0×106Ωcm。同时,浸泡1天后,其低频阻抗值达到4.53 × 108Ω·cm2,浸泡144天之后,其低频阻抗值仍稳定在9.8 × 107Ω·cm。另外附着力、微观形貌表征测试结果表明rGO的添加增强了涂层的附着力。这归因于在环氧涂层体系中,rGO有效的物理屏蔽效应,赋予涂层持久的防腐性能而且它还能够起到电连接作用,提高涂层的导静电性能。3.为了进一步提高涂层的导静电性能、防腐性能,综合利用ATO、rGO、SPANI 三者的优势,制备了 EP/ATO-SPANI、EP/ATO-SPANI-rGO 掺杂环氧涂层。EP/ATO-SPANI-rGO环氧涂层拥有良好的导静电性能,与EP/ATO、EP/ATO-SPANI涂层相比,具有最高的低频阻抗值(1.27×1010Ω·cm2),即使浸泡28天,低频阻抗值还稳定在3.43×108Ω·cm2,表明了最佳的防腐蚀效果。这主要是SPANI-rGO能够有效抑制腐蚀性介质的渗透行为,同时利用SPANI纳米材料的电活性进一步提高涂层的腐蚀防护性能,发挥了 SPANI-rGO的抑制孔隙缺陷和物理屏蔽效应。
芮敏[7](2020)在《PANI/CNT纳米复合材料的制备及其在水性涂料中的应用》文中指出采用富锌等重金属防腐油漆是减缓金属腐蚀速度的一种传统方法,但其存在有机挥发成分(VOC)及重金属排放等环境污染问题,开发环保(无重金属以及低VOC排放)的新型涂料体系迫在眉睫。聚苯胺作为有机涂料中的一种颜料,用于防腐一直是人们研究的热点。然而,聚苯胺具有复杂的腐蚀体系(不同的被保护金属、不同的腐蚀介质、不同的聚苯胺合成方法和条件等),使其电化学防腐作用只在pH<5的环境中显现,所以聚苯胺防腐材料至今未形成商品。本文针对涂料水性化过程中存在的问题,采用纳米复合的手段制备纳米复合材料,以获得由于不同纳米材料的优势互补、功能耦合而具有优异防腐功能的碳纳米管与聚苯胺(PANI/CNT)复合材料,揭示其防腐机理,然后研究PANI/CNT为功能防腐添加剂制备完全环保型有机纳米涂层材料。具体研究内容如下:1.PANI/CNT纳米复合材料的制备通过在酸性水溶液中将亚微米碳酸钙和碳纳米管表面吸附的苯胺原位聚合,制备了枝晶状PANI/CNT纳米复合材料。发现PANI/CNT复合材料以核壳结构呈现,并且可以通过苯胺单体和碳纳米管的比例来控制其形貌;PANI与CNT在π-π共轭作用中互相充当电子供体和电子受体,形成了“电荷转移”,使得PANI/CNT纳米复合材料的电化学活性由酸性扩展至中性环境下;同时,当苯胺单体与碳纳米管之间的比例为4:1时,其在中性环境中的电化学活性最强。2.PANI/CNT纳米复合材料防腐机理的研究分别采用有机膦酸和盐酸对聚苯胺/碳纳米管中的聚苯胺进行掺杂,并将其填充在水性涂料中,制备成纳米复合涂层,结果表明,选择CNT与PANI进行复合不仅可以提高纳米级PANI在涂料中的分散性,还可以将PANI的氧化还原活性从酸性扩展到中性;通过有机膦酸掺杂的PANI/CNT纳米涂层,发现PANI的腐蚀防护机理为纳米屏障作用,阳极保护和阴极抑制。因而使得其在防腐涂层领域具有巨大的潜力来替代有毒重金属。3.PANI/CNT纳米复合材料填充水性涂料的制备将PANI/CNT纳米复合材料填充到水性丙烯酸涂料中,制备成PANI/CNT纳米复合涂层。结果表明,采用分散剂PT-04、填充量为0.5-1 wt%、厚度大于25μm和固化温度为160℃时,水性纳米涂层的综合性能最佳;同时,纳米材料的加入并没有对涂层的机械性能产生负面影响;并且复合后的PANI/CNT纳米复合材料在水性涂料中会形成交联网络结构;与未填充水性涂层和填充PANI涂层相比,填充PANI/CNT纳米复合材料涂层在中性环境中的防腐性能最佳。
陈站[8](2020)在《化学修饰氧化石墨烯改性聚合物合成及涂膜防静电研究》文中研究指明石墨烯是一种具有较好导热性、导电性、阻隔性、力学性新型碳材料。氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物,表面具有多种活性基团,通过对其表面的活性基团的化学改性,拓展石墨烯及其氧化物应用领域。目前研究石墨烯/氧化石墨烯电性能涂料,重点在通过石墨烯与改性氧化石墨烯作为导电填料,通过物理混拼制备电性能涂料。此方法优点是工艺简单,涂料导电性改善效果明显。缺点在于其中的高分子成膜材料与导电填料相容性相对较差,制备的电性能涂料稳定性有待提高。而将改性氧化石墨烯通过化学接枝的方式引入导电涂料的成膜物结构中,通过调整化学接枝导电材料的种类与数量,不仅可以满足导电性涂料的导电要求,同时可以解决导电材料在涂料中的稳定性问题,是石墨烯/氧化石墨烯电性能涂料发展的方向。本论文对氧化石墨烯改性,通过化学接枝的方式将具有导电性的改性氧化石墨烯引入水溶性丙烯酸树脂结构中,以改性后的树脂作主要成膜物,制备具有防静电效果的电性能涂料。具体研究内容为:是以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为改性剂与氧化石墨烯上羧基反应引入碳碳双键。然后,通过对苯二胺上的氨基与氧化石墨烯中环氧基反应,引入具有共轭结构的桥梁对苯二胺,最后通过对苯二胺端的氨基为开端,合成聚苯胺,得到具有导电性的改性氧化石墨烯(GO-GPPA)。采用FT-IR、XRD、XPS、扫描电镜(SEM)测试GO-GPPA结构与形貌。通过热重分析(TAG)与四探针法测试GO-GPPA的热稳定性与导电性。通过结构与形貌测试,显示GMA成功接枝到氧化石墨烯表面,聚苯胺成功合成到氧化石墨烯表面。通过热稳定性与导电性测试,表明改性后的氧化石墨烯热稳定性有所提高,体积电阻率和表面电阻率有明显的下降,能满足导电材料的导电性要求。再以GO-GPPA为导电改性剂,通过自由基聚合反应,将GO-GPPA引入到水溶性丙烯的树脂结构中,调整GO-GPPA在树脂配方中的含量,制备GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂,并且使其成膜性能达到防静电涂料的体积电阻率和表面电阻率的性能要求。通过实验表明,GO-GPPA在其改性水溶性丙烯酸树脂配方中的最佳含量为17.08 wt%。
熊海龙[9](2020)在《改性海泡石—纳米钛/环氧树脂复合涂层材料的制备及防腐性能研究》文中研究指明金属腐蚀对当代人民生活和环境造成严重的危害,在各类防腐技术中,涂料保护是一种最简单有效的方法。环氧树脂(EP)涂料因其粘接强度高,耐腐蚀性强,机械性能好等优点,广泛应用于防腐领域。然而,固化后的EP涂料脆性大、收缩率低,耐腐蚀周期相对较短。通过将功能性的无机纳米填料应用到环氧树脂涂料中是增强涂料防腐性能的有效途径之一。海泡石(SEP),作为一种新型无机纳米填料,储量丰富,性能优异,耐腐蚀性好。然而,天然的SEP表面亲水且有较多杂质,不利于其在环氧树脂涂料中的应用;纳米钛粉,作为一种球状纳米填料,强度高,耐腐蚀性能强。然而,它容易在EP涂料中发生团聚。为此,为了降低EP涂料的生产成本,提高环氧树脂涂料的耐腐蚀等综合性能,改善填料在EP涂料中的分散性。本论文首先成功制备出有机海泡石(OMSEP)和有机海泡石/纳米钛粉(OMSEP/Ti)复合材料,并将两者分别加入到EP涂料中制备出耐腐蚀优异的OMSEP/EP复合涂料和OMSEP-Ti/EP复合涂料。研究了两种复合物对涂料防腐性能的影响及防腐机理。本论文的具体研究内容如下:(1)改性SEP过程中的最佳工艺参数的确定。通过XRD、FT-IR、接触角、SEM和TEM等测试手段分析了改性前后SEP材料的变化情况。结果表明:酸改性SEP时的最佳工艺为:稀盐酸浓度为2 mol/L,反应温度为80℃,反应时间为12 h;硅烷偶联剂KH570改性SEP的最佳工艺为:硅烷偶联剂KH570的添加量为填料的50%,反应温度为95℃,反应时间为4 h。经过对SEP的分步改性处理,SEP的接触角由最初的16°变为101°。(2)不同含量的OMSEP/EP复合涂料的制备及其防腐性能研究。探究了不同含量的OMSEP填料对纯EP涂料综合性能的影响。结果表明:无机纳米填料OMSEP的加入能显着提高纯EP涂料的综合性能,且当OMSEP填料的添加量为3%时,OMSEP/EP复合涂料附着力等级为1级,耐冲击性为52 kg.cm,磨耗量损失仅为0.01 g。此外,3%的OMSEP/EP复合涂料在低频区(|Z|0.01 Hz)浸泡120 h的阻抗值约为109Ω.cm2,比浸泡6 h的纯EP涂料高出三个数量级,表现出最优异的力学性能和耐腐蚀性能。(3)OMSEP-Ti复合材料的制备及其在环氧树脂涂料中的防腐性能研究。通过XRD、FT-IR、XPS、SEM等测试手段对OMSEP-Ti复合物进行表征分析。探究了OMSEP-Ti复合材料的最佳复合比例。研究了OMSEP-Ti/EP复合涂料的综合性能和腐蚀机理。结果表明:OMSEP-Ti复合材料的最佳复合比例为2:1,此时OMSEP-Ti/EP复合涂料耐撞击性能与纯EP涂料相比提升幅度为75%,耐磨性提升幅度为83.3%,耐化学试剂测试720 h后只发生轻微腐蚀;耐盐雾测试1500 h后表面依然完好无损。通过在涂料中腐蚀介质传播路径的变化情况探究了复合涂料的防腐机理。硅烷偶联剂的成功接枝和无机纳米材料“迷宫效应”共同促进了其耐腐蚀性能的提高。
崔航源[10](2020)在《纳米改性提升混凝土无机涂层氯盐抗力的研究》文中提出涂层是改善混凝土工程抗氯盐侵蚀能力的重要手段之一,但是,传统的有机成膜涂层和无机涂层均存在着各种各样的问题。为了提升传统混凝土无机涂层的氯盐抗力,本文利用纳米SiO2和纳米TiO2对水玻璃涂料和水泥基渗透结晶涂料改性,进而制备纳米改性无机涂层混凝土试件。然后,对涂层混凝土进行了Cl-电通量和盐溶液长期浸泡实验。除此之外,还对部分涂层试样进行了扫描电镜(SEM)、压汞(MIP)等微观实验。主要研究结果和结论如下:(1)无机涂料的类型不同对混凝土氯盐抗力的改善程度存在巨大不同。水泥基涂料以其高度的致密性能显着提升混凝土的抗Cl-渗透能力,提升幅度约为64%74%;而水玻璃涂料因其耐水性能较差、堵水范围有限对混凝土的抗Cl-渗透能力改善有限,提升幅度约为0。(2)同一纳米材料对不同无机涂层的氯盐抗力也存在明显不同。纳米改性对水玻璃涂层混凝土的抗Cl-渗透能力影响微乎其微,而对水泥基涂层混凝土改善效果显着,其中0.5%掺量的纳米SiO2改性水泥基涂层混凝土抗氯离子渗透能力较未改性前平均提高约79%。(3)纳米改性水泥基涂层混凝土抗Cl-渗透能力机理如下:首先,纳米改性水泥基涂料在混凝土表面形成一层致密的保护层;其次,纳米材料的掺入使得涂层混凝土表面针状或枝蔓状结晶体显着增多,优化了其表层孔隙结构。(4)涂层混凝土Cl-扩散系数y与Cl-电通量x之间存在良好的线性关系:y=0.0072x+3.3446,回归方差R2=0.941,;当纳米TiO2和纳米SiO2掺量分别为0.67%和0.47%时,水泥基涂层混凝土Cl-扩散系数最小;建立纳米改性无机涂层混凝土抗Cl-侵蚀寿命预测模型,并从寿命预测结果来看,水泥基涂料可显着延长混凝土抗Cl-侵蚀使用寿命,增加了26.33年,通过纳米改性,进一步延长了涂层混凝土使用寿命,较未改性前最大可增加56.73年。该论文有图36幅,表20个,参考文献121篇。
二、纳米材料在涂料中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米材料在涂料中的应用(论文提纲范文)
(1)Fe3O4纳米复合材料的制备及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 防腐涂料概述 |
1.2 Fe_3O_4复合材料的制备 |
1.2.1 无机非金属材料/Fe_3O_4复合材料 |
1.2.2 有机小分子与表面活性剂改性Fe_3O_4复合材料 |
1.2.3 聚合物/Fe_3O_4复合材料 |
1.3 Fe_3O_4防腐复合材料的研究现状 |
1.4 Fe_3O_4能源复合材料的研究现状 |
1.5 本文的研究思路及创新点 |
第2章 Fe_3O_4/PANI纳米复合材料的制备及其金属防腐活性研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料及仪器 |
2.2.2 Fe_3O_4/PANI有机复合材料及涂层的制备 |
2.2.3 纳米材料表征及涂层性能研究 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 Fe_3O_4/PANI复合材料的形貌表征 |
2.3.2 Fe_3O_4/PANI复合材料的结构表征 |
2.3.3 Fe_3O_4/PANI复合材料及涂层的性能测试 |
2.4 Fe_3O_4/PANI纳米复合材料的防腐机理 |
2.5 本章小结 |
第3章 rGO/Fe_3O_4/PANI纳米复合材料的制备及其在防腐涂料中的应用 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料及仪器 |
3.2.2 rGO/Fe_3O_4/PANI纳米复合材料及涂层的制备 |
3.2.3 纳米材料表征及涂层性能研究 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 rGO/Fe_3O_4/PANI复合材料的形貌表征 |
3.3.2 rGO/Fe_3O_4/PANI复合材料的结构表征 |
3.3.3 rGO/Fe_3O_4/PANI复合材料及涂层的性能测试 |
3.4 rGO/Fe_3O_4/PANI纳米复合材料的防腐机理 |
3.5 本章小结 |
第4章 Fe_3O_4@C-N纳米材料的制备及电化学性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料及仪器 |
4.2.2 Fe_3O_4@C-N纳米材料的制备 |
4.2.3 Fe_3O_4@C-N纳米材料的表征 |
4.2.4 Fe_3O_4@C-N电极制备 |
4.2.5 Fe_3O_4@C-N电极电化学性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 Fe_3O_4@C-N纳米材料的形貌表征 |
4.3.2 Fe_3O_4@C-N纳米材料的结构表征 |
4.3.3 Fe_3O_4@C-N纳米材料的电化学性能测试 |
4.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯哑光材料的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 哑光型UV固化涂料概述 |
1.1.1 哑光涂料 |
1.1.2 UV固化技术 |
1.1.3 聚氨酯丙烯酸酯低聚物在UV固化涂料中的应用 |
1.2 涂层的消光原理、方法和影响因素 |
1.2.1 涂层的消光原理 |
1.2.2 涂层的消光方法 |
1.2.3 影响涂层光泽的因素 |
1.3 二氧化硅的表面改性及其在聚合物中的应用 |
1.3.1 二氧化硅的表面改性 |
1.3.2 二氧化硅在聚合物中的应用 |
1.4 聚氨酯丙烯酸酯/二氧化硅复合材料 |
1.4.1 聚氨酯丙烯酸酯 |
1.4.2 聚氨酯丙烯酸酯/二氧化硅复合材料的研究现状 |
1.5 选题目的及研究内容 |
1.5.1 选题目的 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 主要仪器设备和性能表征 |
2.1 实验原料及仪器设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 仪器设备 |
2.2 性能测试与表征方法 |
2.2.1 聚氨酯丙烯酸酯低聚物中异氰酸酯基含量的测定方法 |
2.2.2 改性SiO_2/PUA复合溶液的性能测试 |
2.2.3 改性SiO_2/PUA复合材料的性能测试 |
第3章 聚合物改性SiO_2及其紫外光固化PUA哑光材料的制备与性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 改性SiO_2/PUA低聚物的制备 |
3.2.2 改性SiO_2/PUA复合材料的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 改性SiO_2/PUA复合材料的表征 |
3.3.2 改性SiO_2/PUA复合材料的性能 |
3.4 本章小结 |
第4章 改性SiO_2/PEW-g-MAH协同制备紫外光固化PUA哑光材料及其性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 改性SiO_2的制备 |
4.2.2 改性SiO_2/PUA复合材料的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 改性SiO_2/PUA复合材料的表征 |
4.3.2 改性SiO_2/PUA复合材料的性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 UV/热双重固化改性SiO_2及其紫外光固化PUA哑光材料的制备与性能 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 改性SiO_2的制备 |
5.2.2 改性SiO_2/PUA复合材料的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 改性SiO_2/PUA复合材料的表征 |
5.3.2 改性SiO_2/PUA复合材料的性能 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 论文不足及建议 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)聚丙烯酸酯/镁铝水滑石复合乳液的原位合成及其在防火涂料中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 水滑石及其研究进展 |
1.2.1 水滑石概述 |
1.2.2 水滑石的结构 |
1.2.3 水滑石的有机改性 |
1.3 乳液聚合 |
1.3.1 乳液聚合的定义 |
1.3.2 乳液聚合的机理 |
1.3.3 乳液聚合工艺 |
1.3.4 聚丙烯酸酯乳液的发展趋势 |
1.4 无机纳米粒子改性复合乳液的合成 |
1.4.1 原位分散聚合法 |
1.4.2 溶胶-原位聚合法 |
1.4.3 乳液插层聚合法 |
1.4.4 机械共混法 |
1.5 防火涂料 |
1.5.1 防火涂料涂覆技术 |
1.5.2 防火涂料的分类 |
1.5.3 膨胀型防火涂料 |
1.6 本课题的目的意义、主要研究内容 |
1.6.1 本课题的目的意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
1.6.3 论文的创新点 |
第二章 纳米MgAl-LDHs的表面改性研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要原材料 |
2.2.2 仪器与设备 |
2.2.3 纳米MgAl-LDHs的改性方法及机理 |
2.2.4 测试与表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 FTIR分析 |
2.3.2 XRD分析 |
2.3.3 TG分析 |
2.3.4 SEM与 EDS分析 |
2.3.5 未改性/改性MgAl-LDHs在溶剂中的分散图 |
2.3.6 水接触角分析 |
2.3.7 磷酸酯偶联剂用量对MgAl-LDHs改性效果的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 原位乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要原材料 |
3.2.2 仪器与设备 |
3.2.3 聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液的制备 |
3.2.4 乳液乳胶膜的制备 |
3.2.5 测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 乳液聚合条件研究 |
3.3.2 FTIR分析 |
3.3.3 粒径分析 |
3.3.4 TG分析 |
3.3.5 XRD分析 |
3.3.6 TEM分析 |
3.3.7 常规性能测试 |
3.3.8 滴加法乳液聚合工艺制备复合乳胶粒子形成机理分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液聚合表观动力学 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要原材料 |
4.2.2 仪器与设备 |
4.2.3 聚丙烯酸酯/纳米MgAl-LDHs复合乳液的制备 |
4.2.4 转化率的测定 |
4.2.5 聚合速率(Rp)计算 |
4.3 聚合反应表观动力学方程的确定 |
4.3.1 引发剂用量对聚合反应速率影响 |
4.3.2 乳化剂用量的影响 |
4.3.3 改性纳米MgAl-LDHs用量的影响 |
4.3.4 聚合反应温度的影响 |
4.3.5 单体滴加速率对聚合反应速率的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 聚丙烯酸酯/MgAl-LDHs复合乳液在涂料中的应用 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 主要原材料 |
5.2.2 仪器与设备 |
5.2.3 膨胀型防火涂料的制备 |
5.2.4 测试与表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 锥形量热仪测定不同膨胀型防火涂料防火性能 |
5.3.2 模拟大板燃烧法测涂料防火性能 |
5.3.3 膨胀型防火涂料理化性能测试 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(4)纳米粒子修饰氧化石墨烯/环氧树脂涂层的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 腐蚀与防护 |
1.1.1 腐蚀的危害 |
1.1.2 钢铁的腐蚀机理 |
1.1.3 腐蚀的防护 |
1.2 防腐涂料概述 |
1.2.1 涂料防腐机理 |
1.2.2 防腐涂料的组成 |
1.2.3 环氧树脂的特性及其应用 |
1.2.4 环氧树脂的改性 |
1.3 石墨烯及氧化石墨烯概述 |
1.3.1 石墨烯及氧化石墨烯的结构与特性 |
1.3.2 氧化石墨烯的表面改性 |
1.3.3 氧化石墨烯在防腐领域的研究进展 |
1.4 纳米钛及二氧化钛材料概述 |
1.5 本课题研究意义及内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第2章 纳米粒子改性氧化石墨烯复合材料的制备及其表征 |
2.1 前言 |
2.2 实验材料及实验仪器 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验内容 |
2.3.1 GO-Ti及 RGO-TiO_2复合材料制备机理 |
2.3.2 GO的制备 |
2.3.3 f-GO的制备 |
2.3.4 f-Ti的制备 |
2.3.5 GO-Ti的制备 |
2.3.6 RGO-TiO_2 的制备 |
2.4 GO-Ti及 RGO-TiO_2复合材料的结构表征手段 |
2.4.1 组织形貌分析 |
2.4.2 成分及结构分析 |
2.5 GO-Ti复合材料的表征结果 |
2.5.1 组织形貌分析 |
2.5.2 成分及结构分析 |
2.6 RGO-TiO_2 复合材料的表征结果 |
2.6.1 组织形貌分析 |
2.6.2 成分及结构分析 |
2.7 小结 |
第3章 GO-Ti/EP复合涂层的制备及性能表征 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料及实验仪器 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 GO-Ti/EP复合涂料及涂层样板的制备 |
3.3.1 GO-Ti/EP复合涂料的制备 |
3.3.2 GO-Ti/EP涂层样板的制备 |
3.4 GO-Ti/EP涂层结构及性能表征 |
3.4.1 涂层结构及分散性测试 |
3.4.2 涂层耐腐蚀性测试 |
3.4.3 涂层力学性能测试 |
3.5 GO-Ti/EP复合涂料表征结果 |
3.5.1 涂层结构及分散性测试结果 |
3.5.2 防腐性能测试结果 |
3.5.3 力学性能测试结果 |
3.6 涂层改性机理分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 RGO-TiO_2/EP复合涂层的制备及性能表征 |
4.1 前言 |
4.2 实验材料及实验仪器 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.3 RGO-TiO_2/EP复合涂料及涂层样板的制备 |
4.4 RGO-TiO_2/EP涂层性能表征 |
4.5 RGO-TiO_2/EP复合涂料表征结果 |
4.5.1 涂层结构及分散性测试结果 |
4.5.2 防腐性能测试结果 |
4.5.3 力学性能测试结果 |
4.6 小结 |
第5章 主要结论和课题展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)石墨烯基复合材料/环氧涂层防腐性能的研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 防腐涂料 |
1.2.1 防腐涂料的组成 |
1.2.2 防腐涂料的分类 |
1.3 石墨烯及制备方法简介 |
1.3.1 石墨烯简介 |
1.3.2 石墨烯的制备方法 |
1.4 石墨烯在防腐方面的研究 |
1.4.1 表面沉积薄膜法 |
1.4.2 共混涂料法 |
1.5 本课题研究目的、意义及主要内容 |
1.5.1 本课题研究目的及意义 |
1.5.2 本课题研究主要内容 |
第二章 实验材料、仪器及分析测试方法 |
2.1 实验药品 |
2.2 实验设备 |
2.3 物相表征 |
2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.3.2 拉曼光谱分析(Raman spectra) |
2.3.3 傅里叶红外光谱分析(FTIR) |
2.3.4 扫描电子显微镜分析(SEM) |
2.3.5 原子力显微镜分析(AFM) |
2.3.6 热失重分析(TGA) |
2.3.7 静态水接触角分析(CA) |
2.4 涂层制备规范 |
2.5 涂层性能测试 |
2.5.1 涂层机械性能测试 |
2.5.2 涂层交流阻抗测试(EIS) |
2.5.3 涂层耐介质测试 |
第三章 石墨烯/环氧涂料防腐性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 石墨烯的表征 |
3.3 石墨烯/环氧涂料 |
3.3.1 树脂E44与固化剂651配比确定 |
3.3.2 石墨烯涂层的制备与机械性能测试 |
3.3.3 石墨烯涂层的交流阻抗测试 |
3.3.4 石墨烯涂层的耐介质测试 |
3.4 改性石墨烯的制备及表征 |
3.4.1 石墨烯的改性 |
3.5 改性石墨烯/环氧涂料 |
3.5.1 改性石墨烯涂层的制备与机械性能测试 |
3.5.2 改性石墨烯涂层的交流阻抗测试 |
3.5.3 改性石墨烯涂层的耐介质测试 |
3.6 石墨烯/环氧涂料防腐机理的探究 |
3.7 本章小结 |
第四章 石墨烯复合二氧化硅/环氧涂料防腐性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 石墨烯复合二氧化硅的制备及表征 |
4.2.1 二氧化硅包覆石墨烯的制备 |
4.2.2 实验工艺条件对二氧化硅包覆石墨烯形态的影响 |
4.2.3 石墨烯-二氧化硅复合材料的表征 |
4.3 石墨烯复合二氧化硅的改性 |
4.4 改性石墨烯复合二氧化硅/环氧涂料 |
4.4.1 GSZ涂层的制备与机械性能测试 |
4.4.2 GSZ涂层的交流阻抗测试 |
4.4.3 GSZ涂层的耐介质测试 |
4.5 石墨烯复合二氧化硅/环氧涂料防腐机理的探究 |
4.6 本章小结 |
第五章 石墨烯复合二氧化钛/环氧涂料防腐性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 石墨烯复合二氧化钛的制备及表征 |
5.2.1 二氧化钛包覆石墨烯的制备 |
5.2.2 实验工艺条件对二氧化钛包覆石墨烯形态的影响 |
5.2.3 石墨烯-二氧化钛复合材料的表征 |
5.3 石墨烯复合二氧化钛的改性 |
5.4 改性石墨烯复合二氧化钛/环氧涂料 |
5.4.1 GTZ涂层的制备与机械性能测试 |
5.4.2 GTZ涂层的交流阻抗测试 |
5.4.3 GTZ涂层的耐介质测试 |
5.5 石墨烯复合二氧化钛/环氧涂料防腐机理的探究 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论 |
6.1 工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(6)石墨烯改性导静电防腐涂料研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 涂料概述 |
1.1.1 涂料组成 |
1.1.2 涂料的防护机理 |
1.2 环氧树脂涂料的研究 |
1.2.1 环氧树脂简介 |
1.2.2 环氧树脂涂料的研究 |
1.3 导静电防腐涂料 |
1.3.1 导静电防腐涂料分类 |
1.3.2 本征型导静电防腐涂料 |
1.3.3 添加型导静电防腐涂料 |
1.3.4 复合材料导静电防腐涂料 |
1.3.5 导静电防腐涂料的未来发展前景 |
1.4 石墨烯及其在涂料中的应用 |
1.4.1 石墨烯简介 |
1.4.2 石墨烯在涂料中的应用 |
1.5 论文的研究意义与主要内容 |
1.5.1 论文的研究意义 |
1.5.2 论文的主要内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验设计 |
2.2.1 环氧树脂的选择 |
2.2.2 导静电材料的选择 |
2.2.3 固化剂的选择 |
2.3 实验仪器 |
2.4 实验材料的制备方法 |
2.4.1 GO的合成 |
2.4.2 SPANI的制备 |
2.4.3 SPANI-rGO的制备 |
2.4.4 锡锑氧化物基涂层的制备 |
2.4.5 石墨烯改性导静电防腐环氧涂层的制备 |
2.4.6 自掺杂聚苯胺-石墨烯改性导静电防腐环氧涂层的制备 |
2.5 涂层测试与表征方法 |
2.5.1 涂层力学性能测试 |
2.5.2 涂层导静电性能测试 |
2.5.3 涂层防腐性能测试 |
2.6 涂层测试与表征仪器 |
2.6.1 傅立叶转换红外光谱仪和拉曼光谱仪 |
2.6.2 X射线衍射仪 |
2.6.3 扫描电子显微镜 |
2.6.4 纳米压痕仪 |
2.6.5 电化学工作站 |
第三章 锡锑氧化物环氧涂层 |
3.1 引言 |
3.2 实验结果与讨论 |
3.2.1 涂层的形貌分析 |
3.2.2 涂层的力学性能 |
3.2.3 涂层的导静电性能 |
3.2.4 涂层的耐腐蚀性能 |
3.2.5 导静电机制 |
3.2.6 腐蚀防护机制 |
3.3 本章小结 |
第四章 石墨烯改性导静电防腐环氧涂层 |
4.1 引言 |
4.2 实验结果与讨论 |
4.2.1 GO与rGO的结构与形貌表征 |
4.2.2 涂层的形貌分析 |
4.2.3 涂层的力学性能 |
4.2.4 涂层的导静电性能 |
4.2.5 涂层的耐腐蚀性能 |
4.2.6 导静电机制 |
4.2.7 腐蚀防护机制 |
4.3 本章小结 |
第五章 自掺杂聚苯胺-石墨烯改性导静电防腐环氧涂层 |
5.1 引言 |
5.2 实验结果与讨论 |
5.2.1 SPANI及SPANI-rGO结构表征 |
5.2.2 涂层的导静电性能 |
5.2.3 涂层的耐腐蚀性能 |
5.2.4 导静电机制 |
5.2.5 腐蚀防护机制 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
作者和导师简介 |
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(7)PANI/CNT纳米复合材料的制备及其在水性涂料中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 前言 |
1.1 金属的腐蚀与防护 |
1.2 聚合物涂层防腐及其发展趋势 |
1.3 聚苯胺 |
1.3.1 聚苯胺的防腐机理 |
1.3.2 聚苯胺在防腐领域的应用研究 |
1.3.3 聚苯胺的改性 |
1.4 纳米复合涂料 |
1.5 本文的研究思路及研究内容 |
1.6 参考文献 |
第2章 PANI/CNT复合材料的制备 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料及仪器 |
2.2.2 PANI的制备 |
2.2.3 PANI/CNT的制备 |
2.2.4 PAN/CNT的表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 PANI/CNT的合成 |
2.3.2 微观形貌分析 |
2.3.3 红外光谱分析 |
2.3.4 紫外-可见光谱分析 |
2.3.5 光电子能谱分析 |
2.3.6 电化学活性分析 |
2.4 本章小结 |
2.5 参考文献 |
第3章 PANI/CNT纳米复合材料防腐机理的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料及仪器 |
3.2.2 实验内容 |
3.2.3 纳米复合材料的表征 |
3.2.4 纳米复合涂层的表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 掺杂酸对PAN/CNT结构的影响 |
3.3.2 纳米涂层的防腐性能研究 |
3.3.3 纳米涂层的防腐机理 |
3.4 本章小结 |
3.5 参考文献 |
第4章 PANI/CNT纳米复合材料在水性涂层中的应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料及仪器 |
4.2.2 纳米涂层的制备 |
4.2.3 纳米涂层的表征 |
4.2.5 纳米涂层的性能研究 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 填充量的影响 |
4.3.2 分散剂的影响 |
4.3.3 固化温度和涂层厚度的影响 |
4.3.4 水性纳米涂层的力学性能 |
4.3.5 水性纳米涂层的分散性能 |
4.3.6 水性纳米涂层的防腐性能 |
4.3.7 水性纳米涂层的耐介质性 |
4.3.8 水性纳米涂层的耐盐雾测试 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
结果与展望 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(8)化学修饰氧化石墨烯改性聚合物合成及涂膜防静电研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 石墨烯与氧化石墨烯简介 |
1.2.1 石墨烯的制备与性质 |
1.2.2 氧石墨烯的制备与性质 |
1.2.3 氧化石墨烯改性 |
1.3 电性能涂料简介 |
1.4 石墨烯在电性能涂料中的应用 |
1.5 石墨烯/氧石墨烯与其他导电材料共混在电性能涂料中的应用 |
1.5.1 石墨烯与其他碳系材料在电性能涂料中的应用 |
1.5.2 石墨烯/氧化石墨烯与金属及金属氧化物共混在电性能涂料中的应用 |
1.6 化学改性氧化石墨烯在电性能涂料中的应用 |
1.6.1 功能化氧化石墨烯改善电性能涂层的导电性 |
1.6.2 其他碳材料改性氧化石墨烯导电材料在电性能涂料中的应用 |
1.6.3 金属氧化物改性氧化石墨烯导电材料在电性能涂料中的应用 |
1.6.4 导电聚合物改性氧化石墨烯导电材料在电性能涂料中的应用 |
1.6.5 多功能改性氧化石墨烯导电材料在电性能涂料中的应用 |
1.7 石墨烯与氧化石墨烯制备电性能涂料外专利的发展 |
1.7.1 国内石墨烯/氧化石墨烯电性能涂料专利简介 |
1.7.2 国外石墨烯电性能涂料专利申请简介 |
1.8 研究目的与意义、主要内容及创新点 |
1.8.1 研究目的与意义 |
1.8.2 研究内容 |
1.8.3 创新点 |
第二章 具有导电性氧化石墨烯中间体合成 |
2.1 引言 |
2.2 合成机理 |
2.2.1 GO与 GMA反应合成GO-G中间体 |
2.2.2 GO-G与 PPDA反应合成GO-GP中间体 |
2.2.3 GO-GP与苯胺(ANILINE)反应合成GO-GPPA改性中间体 |
2.3 表征与测试方法 |
2.3.1 氧化石墨烯环氧基和羧基含量的测定 |
2.3.2 体积电阻率测试 |
2.3.3 结构分析 |
2.4 原料选择和用量的确定 |
2.4.1 GO-G制备原料和用量 |
2.4.2 GO-GP制备原料及用量 |
2.4.3 GO-GPPA制备原料及用量 |
2.5 实验部分 |
2.5.1 实验原料 |
2.5.2 实验仪器设备 |
2.5.3 实验步骤 |
2.6 实验结果及分析 |
2.6.1 不同配方GO-GPPA体积电阻率分析 |
2.6.2 GO和 GO-GPPA配方P3的FT-IR分析 |
2.6.3 GO和 GO-GPPA配方P3的XRD分析 |
2.6.4 GO和 GO-GPPA配方P3的XPS分析 |
2.6.5 GO、GO-G和 GO-GPPA配方P3的SEM分析 |
2.6.6 GO和 GO-GPPA配方P3的TG和 DTG分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 防静电GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂的合成 |
3.1 引言 |
3.2 理论分析 |
3.2.1 合成机理 |
3.2.2 原料选择和用量 |
3.2.3 分析测试与表征 |
3.3 实验部分 |
3.3.1 实验主要原料 |
3.3.2 主要设备和仪器 |
3.3.3 GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂的合成 |
3.4 结果及分析 |
3.4.1 GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂性能 |
3.4.2 GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂FTIR分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂涂膜导电性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 理论分析 |
4.2.1 固化机理 |
4.2.2 防静电原理 |
4.2.3 水性防静电涂料配方原料选择和组成的确定 |
4.2.4 分析测试方法 |
4.3 实验部分 |
4.3.1 实验试剂与药品 |
4.3.2 实验仪器与设备 |
4.3.3 实验步骤 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 不同配方GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂涂料涂膜性能 |
4.4.2 结果讨论 |
4.4.3 涂膜扫描电镜分析(SEM)分析 |
4.4.4 配方PA5 GO-GPPA改性水溶性丙烯酸树脂差示热量(DSC)扫描分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的学术论文 |
致谢 |
(9)改性海泡石—纳米钛/环氧树脂复合涂层材料的制备及防腐性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 金属腐蚀的危害 |
1.1.2 金属腐蚀的防护 |
1.2 环氧树脂重防腐涂料 |
1.2.1 重防腐涂料的组成及分类 |
1.2.2 重防腐涂料的防腐机理 |
1.2.3 重防腐涂料的应用 |
1.2.4 环氧树脂简介 |
1.2.5 环氧树脂重防腐涂料存在的主要问题 |
1.2.6 无机填料改性环氧树脂重防腐涂料的研究进展 |
1.3 海泡石 |
1.3.1 国内外海泡石自然分布状况 |
1.3.2 海泡石的晶体结构及性能特征 |
1.3.3 海泡石的改性 |
1.3.4 海泡石的应用 |
1.4 纳米钛 |
1.4.1 纳米钛粉的结构及特殊性能 |
1.4.2 纳米钛粉存在的问题 |
1.5 论文研究内容及意义 |
1.5.1 研究目的及意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 技术路线 |
第二章 海泡石的提纯及改性工艺研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 SEP的提纯活化处理 |
2.2.4 SEP的酸改性处理 |
2.2.5 SEP的有机改性处理 |
2.2.6 改性SEP材料前后的性能测试及表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 酸浓度对酸改性SEP工艺的影响 |
2.3.2 硅烷偶联剂改性SEP工艺条件的探索 |
2.4 改性SEP材料的分析及表征 |
2.4.1 天然SEP纯度分析 |
2.4.2 改性SEP材料前后的结构分析 |
2.4.3 改性SEP材料前后的红外光谱谱图(FT-IR)分析 |
2.4.4 改性SEP材料前后的形貌分析 |
2.4.5 改性SEP材料前后的微观参数分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 OMSEP/EP复合涂层材料的制备及防腐性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试验药品 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 OMSEP/EP复合涂料的制备 |
3.2.4 OMSEP/EP复合涂料样板的制备 |
3.2.5 OMSEP/EP复合涂料的性能表征 |
3.3 OMSEP/EP复合涂料的厚度测试 |
3.4 OMSEP/EP复合涂料的力学性能测试 |
3.4.1 OMSEP/EP复合涂料的附着力测试 |
3.4.2 OMSEP/EP复合涂料的耐撞击性能测试 |
3.4.3 OMSEP/EP复合涂料的柔韧性测试 |
3.4.4 OMSEP/EP复合涂料的耐磨性能测试 |
3.5 OMSEP/EP复合涂料的接触角测试 |
3.6 OMSEP/EP复合涂料的断面形貌分析 |
3.7 OMSEP/EP复合涂料的防腐性能测试 |
3.7.1 OMSEP/EP复合涂料的电化学测试 |
3.7.2 OMSEP/EP复合涂料的耐盐雾测试 |
3.8 OMSEP/EP复合涂料的腐蚀机理分析 |
3.9 本章小结 |
第四章 OMSEP-Ti/EP复合涂层材料的制备及防腐性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试验药品 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 f-Ti、f-OMSEP材料的制备 |
4.2.4 OMSEP/Ti纳米复合材料的制备 |
4.2.5 OMSEP-Ti/EP复合涂料的制备 |
4.2.6 OMSEP-Ti/EP复合涂料样板的制备 |
4.2.7 OMSEP-Ti/EP复合材料的性能测试及表征 |
4.2.8 OMSEP-Ti/EP复合涂料的性能测试 |
4.3 OMSEP-Ti复合材料的综合性能表征 |
4.3.1 OMSEP-Ti复合材料的X射线衍射(XRD)分析 |
4.3.2 OMSEP-Ti复合材料的红外光谱(FT-IR)分析 |
4.3.3 OMSEP-Ti复合材料的X射线光电子能谱(XPS)分析 |
4.3.4 OMSEP-Ti复合材料的扫描电镜(SEM)分析 |
4.4 OMSEP-Ti/EP复合涂料的分散性测试 |
4.5 OMSEP-Ti/EP复合涂料的力学性能测试 |
4.5.1 OMSEP-Ti/EP复合涂料的附着力测试 |
4.5.2 OMSEP-Ti/EP复合涂料的柔韧性测试 |
4.5.3 OMSEP-Ti/EP复合涂料的耐磨性能测试 |
4.5.4 OMSEP-Ti/EP复合涂料的耐撞击性测试 |
4.6 OMSEP-Ti/EP复合涂料的防腐性能测试 |
4.6.1 OMSEP-Ti/EP复合涂料的耐酸碱性能测试 |
4.6.2 OMSEP-Ti/EP复合涂料的耐盐雾测试 |
4.7 OMSEP-Ti/EP复合涂料的腐蚀机理分析 |
4.8 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(10)纳米改性提升混凝土无机涂层氯盐抗力的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 混凝土抗氯盐侵蚀措施表面防护研究现状 |
1.3 纳米材料在混凝土防护涂层中应用的研究现状 |
1.4 存在的问题 |
1.5 研究目标和主要研究内容 |
1.6 研究方案与技术路线 |
1.7 研究创新点 |
2 涂层混凝土试件制作和实验方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 纳米改性无机涂层混凝土试件的制备 |
2.3 纳米改性无机涂层混凝土电通量实验方法 |
2.4 纳米改性无机涂层混凝土长期氯盐浸泡侵蚀实验方法 |
2.5 无机涂层混凝土氯离子侵入深度检测 |
2.6 微观实验方法 |
3 纳米改性无机涂层混凝土的电通量 |
3.1 概述 |
3.2 空白无机涂层混凝土的电通量 |
3.3 纳米改性水玻璃涂层混凝土的电通量 |
3.4 纳米改性水泥基涂层混凝土的电通量 |
3.5 本章小结 |
4 纳米改性无机涂层混凝土的盐水长期浸泡 |
4.1 概述 |
4.2 无机涂层混凝土中氯离子含量分布 |
4.3 长期氯盐浸泡条件下纳米改性无机涂层混凝土氯离子含量分布 |
4.4 无机涂层混凝土氯离子侵入深度检测 |
4.5 本章小结 |
5 氯盐侵蚀纳米改性无机涂层混凝土服役寿命预测 |
5.1 概述 |
5.2 氯盐环境下纳米改性无机涂层混凝土抗氯离子侵蚀寿命预测模型 |
5.3 氯盐环境下涂层混凝土的氯离子扩散系数 |
5.4 氯盐环境下纳米改性无机涂层混凝土寿命预测 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 本文结论 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
作者简介 |
学位论文数据集 |
四、纳米材料在涂料中的应用(论文参考文献)
- [1]Fe3O4纳米复合材料的制备及应用研究[D]. 李安翔. 扬州大学, 2021(02)
- [2]紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯哑光材料的制备及性能研究[D]. 杨自远. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]聚丙烯酸酯/镁铝水滑石复合乳液的原位合成及其在防火涂料中的应用[D]. 王晨. 青岛科技大学, 2021(01)
- [4]纳米粒子修饰氧化石墨烯/环氧树脂涂层的制备与性能研究[D]. 袁恒. 湘潭大学, 2020(02)
- [5]石墨烯基复合材料/环氧涂层防腐性能的研究[D]. 江泽军. 北京化工大学, 2020(02)
- [6]石墨烯改性导静电防腐涂料研究[D]. 杨明坤. 北京化工大学, 2020(02)
- [7]PANI/CNT纳米复合材料的制备及其在水性涂料中的应用[D]. 芮敏. 扬州大学, 2020(04)
- [8]化学修饰氧化石墨烯改性聚合物合成及涂膜防静电研究[D]. 陈站. 广州大学, 2020(02)
- [9]改性海泡石—纳米钛/环氧树脂复合涂层材料的制备及防腐性能研究[D]. 熊海龙. 湘潭大学, 2020(02)
- [10]纳米改性提升混凝土无机涂层氯盐抗力的研究[D]. 崔航源. 中国矿业大学, 2020(01)