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纳米纤维素（NC）复合Ⅱ型环氧树脂（ep）水性涂料制备及摩擦磨损性能研究

纳米纤维素（NC）复合Ⅱ型环氧树脂（EP）水性涂料制备及摩擦磨损...

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作者：赵冰冰内蒙古农业大学

学位级别：硕士

环氧树脂（ep）因其高度交联性,导致摩擦磨损性能较差。纳米纤维素（NC）的添加可以改善ep质脆、摩擦磨损性能差等缺点,增强复合水性涂料摩擦磨损性能,扩大水性涂料应用范围。本文通过聚乙二醇（PEG）对ep（ep-20）接枝改性,合成Ⅱ型ep... 详细信息

环氧树脂（ep）因其高度交联性,导致摩擦磨损性能较差。纳米纤维素（NC）的添加可以改善ep质脆、摩擦磨损性能差等缺点,增强复合水性涂料摩擦磨损性能,扩大水性涂料应用范围。本文通过聚乙二醇（PEG）对ep（ep-20）接枝改性,合成Ⅱ型ep水性乳液,加入经硅烷偶联剂改性的NC并接枝ep,制备NC复合Ⅱ型ep水性涂料,对其进行摩擦磨损测试,研究NC复合Ⅱ型ep水性涂料的摩擦磨损性能。结论如下:（1）水性ep涂料最佳制备工艺为:反应温度100℃,反应时间5 h,三苯基膦（TPP）作催化剂,ep-20:PEG=1:1,ep-20:水性环氧固化剂=2:1;红外光谱（FT-IR）分析表明PEG与ep-20发生化学接枝反应,引入亲水基团;扫描电子显微镜（SEM）观察到改性水性ep涂层光滑平整;透射电子显微镜（TEM）观察到水性ep乳液粒子分布均匀,分散性及稳定性较好。（2）NC复合Ⅱ型ep水性涂料最佳制备工艺为:NC添加量为ep-20的0.8%,硅烷偶联剂KH560用量为NC悬浮液的0.9%;SEM观察到NC在涂层中分布均匀,没有发生团聚现象;TEM观察到NC呈细丝状,分子之间结构紧凑相互缠绕形成网状结构,硅烷偶联剂均匀分散在NC表面;FT-IR分析表明NC与硅烷偶联剂KH560成功接枝。（3）摩擦磨损性能的最佳复合水性涂料工艺参数为:硅烷偶联剂KH560用量0.9%,NC添加量0.8%;与未添加NC的水性ep涂料相比:摩擦磨损性能及拉伸性能都有大幅度提高,拉伸应力达到4.2 MPa,摩擦系数达到0.133,降低了67.72%;划痕摩擦磨损试验及超景深划痕形貌显示,摩擦曲线较为平缓,波动较小,摩擦表面较为光滑;通过SEM观察复合水性涂料的摩擦表面,分析其摩擦磨损机理以疲劳磨损、磨粒磨损和粘着磨损为主;FT-IR分析表明NC已接枝到ep中,热重（TG）曲线表明复合水性涂料热稳定性能得到了改善。

关键词： ⅱ型水性ep涂料纳米纤维素复合涂料摩擦磨损

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