【摘 要】
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金属防腐一直是学界研究热点,最为简单有效的防腐措施是在金属基体表面喷涂一层涂层。但由于涂层在使用过程中容易受到环境影响,出现微裂纹。涂层产生微裂纹后,海水、空气等腐蚀介质会从裂纹处进入涂层内部,到达金属基体表面使金属产生腐蚀。将具有自修复防腐功能的微胶囊添加到涂层中,可有效解决涂层在实际应用中的问题。本文通过溶剂挥发法和真空浸渍法,制备了两种具有p H响应性的负载缓蚀剂的微胶囊,同时制备含微胶囊的
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金属防腐一直是学界研究热点,最为简单有效的防腐措施是在金属基体表面喷涂一层涂层。但由于涂层在使用过程中容易受到环境影响,出现微裂纹。涂层产生微裂纹后,海水、空气等腐蚀介质会从裂纹处进入涂层内部,到达金属基体表面使金属产生腐蚀。将具有自修复防腐功能的微胶囊添加到涂层中,可有效解决涂层在实际应用中的问题。本文通过溶剂挥发法和真空浸渍法,制备了两种具有p H响应性的负载缓蚀剂的微胶囊,同时制备含微胶囊的自修复涂层,目的是通过缓蚀剂和聚多巴胺的协同作用,使涂层对金属基体具有良好的耐蚀性能,同时讨论了微胶囊型自修复涂层防腐机理,对金属防腐蚀研究和应用具有重要参考价值。文章主要内容可概括为如下几点:（1）以缓蚀剂八-羟基喹啉（8-HQ）为芯材,以聚砜（PSF）和聚多巴胺（PDA）为壁材,采用溶剂挥发法首先制备了8-HQ@PSF微胶囊,在微胶囊表面再采用自组装法负载PDA外层,成功制备出8-HQ@PSF/PDA自修复微胶囊。通过研究表面活性剂的种类、反应搅拌速率以及芯壁比对微胶囊制备的影响,确定了微胶囊的最佳合成条件:选用木质素磺酸盐（Reax-88A）为表面活性剂、浓度为2wt.%;反应搅拌速率为800 r/min;芯壁比为2:1。微胶囊表面粗糙并呈现近球形结构,平均粒径为12.3μm,壁厚约为1-2μm;热稳定性良好,芯材含量约为61.0 wt.%。UV-Vis分析表明8-HQ@PSF/PDA自修复微胶囊具有p H响应释放性。将微胶囊添加到环氧树脂中制得自修复环氧涂层,通过对比添加不同含量微胶囊的环氧涂层的腐蚀情况,确定了该自修复防腐蚀涂层的微胶囊最佳添加量为5wt.%。该涂层在3.5 wt.%Na Cl溶液中浸泡30天后,在0.01Hz处的阻抗模量仍保持在10~4Ω·cm~2左右。同时讨论了芯材和壁材协同防腐机理。（2）以单宁酸（TA）为芯材,以中空介孔二氧化硅（HMSNs）、PDA为壁材,首先采用溶胶-凝胶法制备了HMSNs,再采用真空浸渍法制得TA@HMSNs微胶囊,最后在微胶囊表面原位自组装负载PDA层,成功制备出TA@HMSNs/PDA自修复微胶囊。通过研究十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的用量、反应搅拌方式以及芯壁比对HMSNs制备的影响,确定了HMSNs的最佳合成条件:CTAB用量为0.8g;反应搅拌方式为机械搅拌;芯壁比为2:1。N2吸附-脱附等温线分析可得HMSNs的比表面积为1151.696 m~2/g,平均孔径为3.66nm,孔体积为1.222 cm~3/g。TA@HMSNs/PDA微胶囊的平均粒径约为530 nm;热稳定性能良好,芯材含量约为23.1wt.%。UV-Vis分析表明TA@HMSNs/PDA自修复微胶囊具有p H响应释放性。制备了微胶囊自修复防腐蚀环氧涂层,并对其进行自修复防腐蚀性能测试。结果表明添加微胶囊的环氧涂层的防腐蚀性能良好,划痕涂层浸泡30天后,添加5wt.%微胶囊时在0.01Hz处的阻抗模量仍接近10~5Ω·cm~2,防腐蚀效果最好。
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