不銹鋼表面無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化涂層的制備及其緩蝕抑菌性能研究.pdf

1、近年來(lái)，對(duì)不銹鋼進(jìn)行表面改性，增強(qiáng)其抗腐蝕能力，延長(zhǎng)其使用壽命，已成為研究的熱點(diǎn)。
　　 本論文首先對(duì)304不銹鋼（裸鋼，SS）進(jìn)行表面羥基化處理，得到羥基化不銹鋼SS-OH。再利用鈦酸四丁酯的甲苯/乙醇溶液通過多層溶膠-凝膠沉積法在羥基化不銹鋼表面水解制備TiO2涂層，用2-溴丙酰溴形成中間層并帶入引發(fā)劑活性基團(tuán)，以CuBr2/CuBr與四甲基乙二胺為催化體系，以甲醇/去離子水為反應(yīng)液相介質(zhì)，成功地實(shí)現(xiàn)了N-乙烯基吡咯烷酮(N

2、VP)在TiO2涂層表面的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合。
　　 論文采用X-射線光電子能譜儀和靜態(tài)水接觸角儀對(duì)改性過程的反應(yīng)各階段的產(chǎn)物進(jìn)行表征分析。靜態(tài)水接觸角測(cè)試結(jié)果表明，不銹鋼表面經(jīng)改性后，水接觸角由（94.9±1.4）°下降到（32.1±2.2）°。作為比較，在相同條件下在納米TiO2粉末表面進(jìn)行NVP的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合。FTIR測(cè)試表明聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)成功地鍵合在納米TiO2粉末表面?？疾炝吮砻嬉l(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合

3、（SI-ATRP）反應(yīng)條件，結(jié)果表明在甲醇/去離子水(10mL/6mL)液相介質(zhì)中NVP的SI-ATRP反應(yīng)是可控的，當(dāng)不銹鋼表面基本上飽和地接枝了PVP后，其水接觸角降低到32°左右。從掃描電鏡中可觀察到不銹鋼表面附著了一層密實(shí)的所謂PVP的“聚合物刷”。從而確認(rèn)在不銹鋼表面成功地制備了無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化涂層。
　　 本論文所制備的無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化涂層，在不銹鋼基體-無(wú)機(jī)涂層-中間層-有機(jī)高分子涂層之間都是通過化學(xué)鍵結(jié)合的。

4、　　 論文還利用電化學(xué)方法研究裸鋼(SS)和改性不銹鋼（包括只有無(wú)機(jī)涂層的SS-TiO2與無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化涂層的SS-TiO2-PVP）的抗電化學(xué)腐蝕性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在NaCl溶液（3.5wt％，pH=4.5）中，裸鋼容易受到腐蝕，浸泡時(shí)間由3天延長(zhǎng)到17天后，其腐蝕電流從18.79μA/cm2增大到167.61μA/cm2，而各改性不銹鋼的腐蝕電流一直低于9μA/cm2。浸泡17天后，SS-TiO2抑制腐蝕率為95％，而SS-Ti

5、O2-PVP抑制腐蝕率可達(dá)到98％。
　　 論文定量地研究了裸鋼和無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化涂層的不銹鋼（包括SS-TiO2-PVP4與SS-TiO2-PVP8）抑菌性能。接種7h后，裸鋼表面大腸桿菌數(shù)量達(dá)到8000cells·cm2左右，而SS-TiO2-PVP4和SS-TiO2-PVP8表面大腸桿菌數(shù)量分別為5000cells·cm-2和3500cells·cm2左右，這說明無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化涂層的不銹鋼抑菌效果良好，而且增加雜化涂層的厚度