乔兴年:聚氨酯弹性体涂层的制备及其抗空蚀性能研究论文

乔兴年:聚氨酯弹性体涂层的制备及其抗空蚀性能研究论文

本文主要研究内容

作者乔兴年(2019)在《聚氨酯弹性体涂层的制备及其抗空蚀性能研究》一文中研究指出:空蚀是一种特殊的磨损和腐蚀形式,通常发生在液压元件的表面,这已经成为国内外研究的焦点之一。聚氨酯弹性体涂覆在基材表面,可以吸收和缓冲气泡破裂的冲击力和冲击波,从而提高抗气蚀性能,实现对基体的保护。本论文以聚氨酯弹性体为基体树脂,引入有机链段和无机填料对其改性;通过ATR-FTIR、XRD、EDS、SEM、三维轮廓仪等手段对改性涂层的结构和形貌进行测试;通过接触角与吸水率测试涂层的耐水性;使用拉拔仪、DMA和万能拉力机对涂层的力学性能进行表征;运用智能温控超声波材料试验机和电化学工作站分别对涂层的抗空蚀性能和抗腐蚀性能进行研究。以甲苯二异氰酸酯为硬段,聚醚多元醇(PTMG或PPG)为软段,通过本体聚合法制备了不同结构的聚氨酯预聚体,使用三乙醇胺/1,4丁二醇(TEOA/BDO)混合交联剂进行固化,制备了一系列聚氨酯弹性体涂层;对比分析不同分子结构、TEOA/BDO的交联剂羟基摩尔比例对涂层耐水性、力学性能、耐腐蚀、抗空蚀等性能的影响。抗空蚀性能测试表明,TEOA和BDO的羟基摩尔比为0.4:0.6的PTMG型聚氨酯涂层(PUa0.4),空蚀10 h后,涂层空蚀累积质量损失最小仅为1.8 mg,失重速率为0.18mg/h;电化学阻抗测试表明,PUa0.4涂层浸泡20 d后具有较大的低频阻抗模值,表明具有良好的耐蚀性。采用羟丙基聚二甲基硅氧烷(H-PDMS)代替部分聚醚多元醇(PTMG),通过本体聚合反应,将H-PDMS链段引入到聚氨酯的主链中,制备了不同H-PDMS含量的聚氨酯弹性体涂层。通过接触角和吸水率测试发现引入H-PDMS链段后,显著提高了涂层的耐水性能;通过拉伸性能测试发现涂层的拉伸强度有所提高;通过DMA测试发现改性后聚氨酯涂层的玻璃化转变温度均降低;抗空蚀性能测试发现H-PDMS添加量为12.5 wt%的涂层(Si-PDMS12.5)在空蚀80 h后,涂层空蚀累积质量损失仅为2.96mg,失重速率为0.037 mg/h,附着力为5.12 MPa,该涂层具有优异的抗空蚀性能。Si-PDMS12.5涂层在NaCl溶液中浸泡360 h后,低频阻抗模值在8.8×106Ω·cm2以上,表明涂层具有优异的抗腐蚀性。可应用于水下过流元件涂层保护系统。通过静电自组装的方法成功制备了GO@SiO2复合粒子,并采用原位聚合的方法引入到Si-PDMS12.5涂层中,合成了一系列GO@SiO2改性聚氨酯涂层。拉伸性能测试表明,GO@SiO2添加量为0.6 wt%涂层(GO@SiO20.6)的拉伸强度和伸长率分别为5.86 MPa、398.05%;附着力最大为4.2 MPa。抗空蚀性能测试发现GO@SiO20.6涂层空蚀95 h后,表面没有明显破损,涂层空蚀累积质量损失最小仅为3.5 mg,失重速率为0.036 mg/h,该涂层具有长效抗空蚀性能。GO@SiO20.6涂层在NaCl溶液中浸泡360h后,阻抗模值在1.65×107Ω·cm2以上,表明涂层具有优异的抗腐蚀性。

Abstract

kong shi shi yi chong te shu de mo sun he fu shi xing shi ,tong chang fa sheng zai ye ya yuan jian de biao mian ,zhe yi jing cheng wei guo nei wai yan jiu de jiao dian zhi yi 。ju an zhi dan xing ti tu fu zai ji cai biao mian ,ke yi xi shou he huan chong qi pao po lie de chong ji li he chong ji bo ,cong er di gao kang qi shi xing neng ,shi xian dui ji ti de bao hu 。ben lun wen yi ju an zhi dan xing ti wei ji ti shu zhi ,yin ru you ji lian duan he mo ji tian liao dui ji gai xing ;tong guo ATR-FTIR、XRD、EDS、SEM、san wei lun kuo yi deng shou duan dui gai xing tu ceng de jie gou he xing mao jin hang ce shi ;tong guo jie chu jiao yu xi shui lv ce shi tu ceng de nai shui xing ;shi yong la ba yi 、DMAhe mo neng la li ji dui tu ceng de li xue xing neng jin hang biao zheng ;yun yong zhi neng wen kong chao sheng bo cai liao shi yan ji he dian hua xue gong zuo zhan fen bie dui tu ceng de kang kong shi xing neng he kang fu shi xing neng jin hang yan jiu 。yi jia ben er yi qing suan zhi wei ying duan ,ju mi duo yuan chun (PTMGhuo PPG)wei ruan duan ,tong guo ben ti ju ge fa zhi bei le bu tong jie gou de ju an zhi yu ju ti ,shi yong san yi chun an /1,4ding er chun (TEOA/BDO)hun ge jiao lian ji jin hang gu hua ,zhi bei le yi ji lie ju an zhi dan xing ti tu ceng ;dui bi fen xi bu tong fen zi jie gou 、TEOA/BDOde jiao lian ji qiang ji ma er bi li dui tu ceng nai shui xing 、li xue xing neng 、nai fu shi 、kang kong shi deng xing neng de ying xiang 。kang kong shi xing neng ce shi biao ming ,TEOAhe BDOde qiang ji ma er bi wei 0.4:0.6de PTMGxing ju an zhi tu ceng (PUa0.4),kong shi 10 hhou ,tu ceng kong shi lei ji zhi liang sun shi zui xiao jin wei 1.8 mg,shi chong su lv wei 0.18mg/h;dian hua xue zu kang ce shi biao ming ,PUa0.4tu ceng jin pao 20 dhou ju you jiao da de di pin zu kang mo zhi ,biao ming ju you liang hao de nai shi xing 。cai yong qiang bing ji ju er jia ji gui yang wan (H-PDMS)dai ti bu fen ju mi duo yuan chun (PTMG),tong guo ben ti ju ge fan ying ,jiang H-PDMSlian duan yin ru dao ju an zhi de zhu lian zhong ,zhi bei le bu tong H-PDMShan liang de ju an zhi dan xing ti tu ceng 。tong guo jie chu jiao he xi shui lv ce shi fa xian yin ru H-PDMSlian duan hou ,xian zhe di gao le tu ceng de nai shui xing neng ;tong guo la shen xing neng ce shi fa xian tu ceng de la shen jiang du you suo di gao ;tong guo DMAce shi fa xian gai xing hou ju an zhi tu ceng de bo li hua zhuai bian wen du jun jiang di ;kang kong shi xing neng ce shi fa xian H-PDMStian jia liang wei 12.5 wt%de tu ceng (Si-PDMS12.5)zai kong shi 80 hhou ,tu ceng kong shi lei ji zhi liang sun shi jin wei 2.96mg,shi chong su lv wei 0.037 mg/h,fu zhao li wei 5.12 MPa,gai tu ceng ju you you yi de kang kong shi xing neng 。Si-PDMS12.5tu ceng zai NaClrong ye zhong jin pao 360 hhou ,di pin zu kang mo zhi zai 8.8×106Ω·cm2yi shang ,biao ming tu ceng ju you you yi de kang fu shi xing 。ke ying yong yu shui xia guo liu yuan jian tu ceng bao hu ji tong 。tong guo jing dian zi zu zhuang de fang fa cheng gong zhi bei le GO@SiO2fu ge li zi ,bing cai yong yuan wei ju ge de fang fa yin ru dao Si-PDMS12.5tu ceng zhong ,ge cheng le yi ji lie GO@SiO2gai xing ju an zhi tu ceng 。la shen xing neng ce shi biao ming ,GO@SiO2tian jia liang wei 0.6 wt%tu ceng (GO@SiO20.6)de la shen jiang du he shen chang lv fen bie wei 5.86 MPa、398.05%;fu zhao li zui da wei 4.2 MPa。kang kong shi xing neng ce shi fa xian GO@SiO20.6tu ceng kong shi 95 hhou ,biao mian mei you ming xian po sun ,tu ceng kong shi lei ji zhi liang sun shi zui xiao jin wei 3.5 mg,shi chong su lv wei 0.036 mg/h,gai tu ceng ju you chang xiao kang kong shi xing neng 。GO@SiO20.6tu ceng zai NaClrong ye zhong jin pao 360hhou ,zu kang mo zhi zai 1.65×107Ω·cm2yi shang ,biao ming tu ceng ju you you yi de kang fu shi xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自哈尔滨工程大学的乔兴年,发表于刊物哈尔滨工程大学2019-07-01论文,是一篇关于聚氨酯论文,弹性体涂层论文,耐水性论文,力学性能论文,抗空蚀论文,哈尔滨工程大学2019-07-01论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自哈尔滨工程大学2019-07-01论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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