利用机械力化学法对钛粉进行表面改性的研究

论文摘要

钛具有很好的耐蚀性,且无毒、密度小、比强度高,将钛粉添加在环氧涂层中会提高涂层的性能。但是钛粉与有机物相容性差,因此对钛粉进行表面改性具有重要意义。本文选取液体环氧树脂、固体环氧树脂和聚酰胺,利用高能球磨法对钛粉进行表面改性,利用粒径测试、红外光谱测试、接触角测试和沉降实验对改性产物进行表征。实验结果表明：利用液体环氧树脂制备的改性产物能够达到在钛粉表面接枝或吸附聚合物的效果,但是改性产物未能达到纳米级,接触角测试结果表明改性产物亲水性变差；改善工艺选取固体环氧树脂或聚酰胺制备的改性产物既能使钛粉表面接枝或吸附两种聚合物分子及其链段,同时改性产物的粒径分别为111nm和117nm,能够达到纳米级,并且通过接触角测试和沉降实验可知,改性产物都由亲水性转变为亲油性,在有机溶剂中的分散性和相容性提高。本文还将改性产物分散在涂料中制备了防腐涂层,利用吸水率法、电化学阻抗谱法和扫描电镜对涂层性能进行测试,来探讨改性涂层的特性和防腐机理。实验结果说明：几组改性涂层与直接添加微米钛粉的涂层相比性能都有所提高。比较液体环氧树脂改性微米钛涂层、固体环氧树脂改性微米钛涂层和聚酰胺改性微米钛涂层的性能可以发现,聚酰胺改性微米钛涂层的吸水率虽然较大,但是耐蚀性能是最好的。当改性产物达到纳米级时,改变添加量会影响涂层的性能,降低固体环氧树脂改性微米钛和聚酰胺改性微米钛在涂层中的添加量,涂层耐蚀性能相比于添加量较大的有所提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 防腐涂料的保护作用
• 1.3 钛粉的应用
• 1.4 机械力化学简介
• 1.4.1 机械力化学的概念及应用
• 1.4.2 不同研磨机的机械力活化和能量转化
• 1.4.3 金属的粉碎和有机金属化合物、聚合物的生成
• 1.5 纳米材料的特殊性能
• 1.5.1 纳米材料概述
• 1.5.2 纳米材料的特性
• 1.5.3 纳米材料面临的问题
• 1.6 改性产物及涂层性能的评估
• 1.6.1 改性产物的评估
• 1.6.2 涂层性能的测试
• 1.7 本论文的研究目的及内容
• 第2章 实验材料及实验方法
• 2.1 实验设备及实验材料
• 2.1.1 实验设备
• 2.1.2 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 粒径测试
• 2.2.2 红外光谱测试
• 2.2.3 接触角测试
• 2.2.4 沉降实验
• 2.2.5 吸水率测试
• 2.2.6 电化学阻抗谱（EIS）测试
• 2.2.7 扫描电镜分析（SEM）
• 第3章 利用液体环氧树脂改性微米钛研究
• 3.1 液体环氧树脂改性微米钛及涂层的制备
• 3.1.1 液体环氧树脂改性微米钛制备及改性钛涂层的制备
• 3.1.2 微米钛粉-环氧涂层的制备
• 3.2 液体环氧树脂改性微米钛的表征
• 3.2.1 粒径测试
• 3.2.2 红外光谱测试
• 3.2.3 接触角测试
• 3.2.4 沉降实验
• 3.2.5 液体环氧树脂改性微米钛形成机理分析
• 3.3 液体环氧树脂改性微米钛涂层性能的研究
• 3.3.1 涂层的吸水率
• 3.3.2 EIS的特性
• 0.01Hz的变化规律'>3.3.3 低频阻抗模值|Z|_0.01Hz的变化规律
• 3.3.4 电化学参数随浸泡时间的变化规律
• 3.3.5 涂层的形貌观察
• 3.3.6 实验结果讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 利用固体环氧树脂改性钛研究
• 4.1 固体环氧树脂改性微米钛研究
• 4.1.1 固体环氧树脂改性微米钛以及涂层的制备
• 4.1.2 固体环氧树脂改性微米钛的表征
• 4.1.3 固体环氧树脂改性微米钛涂层性能的研究
• 4.2 固体环氧树脂改性纳米钛研究
• 4.2.1 固体环氧树脂改性纳米钛以及涂层的制备
• 4.2.2 固体环氧树脂改性纳米钛的表征
• 4.2.3 固体环氧树脂改性纳米钛涂层性能的研究
• 4.3 不同添加量的固体环氧树脂改性微米钛涂层的性能研究
• 4.3.1 涂层的吸水率
• 4.3.2 EIS的特性
• 0.01Hz随浸泡时间的变化规律'>4.3.3 低频阻抗模值|Z|_0.01Hz随浸泡时间的变化规律
• 4.3.4 电化学参数随时间的变化规律
• 4.3.5 涂层的形貌观察
• 4.3.6 实验结果讨论
• 4.4 本章小结
• 第5章 利用聚酰胺改性微米钛研究
• 5.1 聚酰胺改性微米钛及涂层的制备
• 5.2 聚酰胺改性微米钛的表征
• 5.2.1 粒径测试
• 5.2.2 红外光谱测试
• 5.2.3 接触角测试
• 5.2.4 沉降实验
• 5.2.5 聚酰胺改性微米钛的形成机理分析
• 5.3 聚酰胺改性微米钛涂层性能的研究
• 5.3.1 涂层吸水率测试
• 5.3.2 EIS的特性
• 0.01Hz的变化规律'>5.3.3 低频阻抗模值|Z|_0.01Hz的变化规律
• 5.3.4 电化学参数随浸泡时间的变化规律
• 5.3.5 涂层的形貌观察
• 5.3.6 实验结果讨论
• 5.4 添加量为1%的聚酞胺改性微米钦涂层性能研究
• 5.4.1 涂层吸水率测试
• 5.4.2 EIS的特性
• 0.01Hz的变化规律'>5.4.3 低频阻抗模值|Z|_0.01Hz的变化规律
• 5.4.4 电化学参数随浸泡时间的变化规律
• 5.4.5 涂层的形貌观察
• 5.4.6 实验结果讨论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢