同轴静电纺丝制备耐腐蚀自修复环氧复合涂层

作     者：李思仪 

作者单位：中国石油大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：董玉华

授予年度：2016年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：静电纺丝 PVDF PVA 同轴 电化学 

摘      要：静电纺丝法是制备高分子涂层的一种新方法,利用同轴静电纺丝技术制备的核-壳结构纤维或中空纤维,可以作为纳米容器负载缓蚀剂,构筑自修复涂层,在金属防腐蚀领域具有很大的潜力。本文首先通过静电纺丝法在Q345钢表面制备聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)及含缓蚀剂二巯基苯并噻唑(MBT)的PVDF/MBT、PVA/MBT纳米纤维膜,SEM观察微观形貌,电化学测试防腐性能。结果表明,17 wt.%PVDF在环境温度25℃,湿度20%,电压10kv,溶剂DMF:丙酮=7:3,接收距离15cm条件下静电纺丝得到的纳米纤维粗细均匀,致密性好,对金属的保护效果最好。MBT的加入影响了PVDF的结晶性能,使纤维形貌不均匀,降低对金属的保护能力。对于PVA,由于其溶于水,无法有效阻隔介质入侵,整体保护效果不佳。MBT的加入增大了PVA溶液的粘度,改善了纤维形貌,对金属的保护能力略有加强。交联后PVA纤维的防腐性能明显提升。在此基础上通过同轴静电纺丝法制备PVDF/PVA+MBT复合纤维,其中壳层材料为PVDF,芯层材料为PVA+MBT。通过改变核-壳溶液比例以及不同送丝速度,调节核-壳结构。TEM观察发现,壳层浓度17 wt.%,芯层浓度15 wt.%,MBT质量体积比0.1g/ml,送丝速度为1.5ml/h,得到的核-壳结构纳米纤维具有较好的微观形貌。电化学测试结果表明,环氧树脂/同轴纳米纤维复合涂层对金属的保护效果优于环氧树脂/PVDF涂层。划伤试验结果表明,环氧树脂/同轴纳米纤维复合涂层具有一定的自修复性能,提高了涂层的保护效果。