環(huán)氧樹脂-石墨烯-氧化石墨烯防腐耐磨復合涂層的界面調(diào)控及其性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂是一類具有優(yōu)異粘結(jié)性、防腐性，固化收縮率低的熱固性樹脂，廣泛應用于防腐涂料的生產(chǎn)。但是，由于固化后交聯(lián)密度大導致其摩擦系數(shù)高、耐磨性差的特點使其難以達到工業(yè)技術(shù)要求。因此，制備出高性能環(huán)氧樹脂防腐耐磨涂層是當今的一個重大課題。在環(huán)氧樹脂涂層性能的影響因素中，環(huán)氧值是一個重要的影響因素。本文首先制備了三種常用的不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂涂層，并對其防腐耐磨性能進行了研究；優(yōu)選出其中一種防腐性能最優(yōu)異的環(huán)氧樹脂，通過石墨烯和氧化石墨烯的添

2、加來增強其在摩擦學性能方面的不足，進一步改善其防腐性能，并對比石墨烯和氧化石墨烯在提升環(huán)氧樹脂涂層防腐耐磨性能方面的不同機理進行了分析和討論；實驗中發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯不僅能夠提升環(huán)氧樹脂涂層的防腐耐磨性能，而且與環(huán)氧樹脂和無機填料之間均有良好的結(jié)合面，因此可用于改善無機填料與環(huán)氧樹脂之間的結(jié)合面，以提升涂層的防腐耐磨性能。
　　為更好地研究環(huán)氧樹脂及其復合涂層的防腐耐磨機理，本文運用紅外光譜儀（FT-IR）研究了環(huán)氧樹脂固化前后官能

3、團的變化以及填料改性前后表面結(jié)構(gòu)的變化；通過X射線光電子能譜（XPS）分析了涂層中的元素組成、各元素化學價態(tài)及價帶結(jié)構(gòu)；借助掃描電子顯微鏡（SEM）觀察了涂層的斷面形貌、填料在涂層中的分散情況、填料與環(huán)氧樹脂之間的界面接合情況以及涂層的磨痕形貌；通過電化學工作站研究了涂層的防腐性能；通過UMT-3摩擦磨損試驗機測試了涂層的摩擦系數(shù)，并用表面輪廓儀表征了涂層的磨損率。實驗結(jié)表明：
　?。?）隨著環(huán)氧值的增大，環(huán)氧樹脂涂層的防腐性能越

4、強、擦系數(shù)越大、耐磨性越差。涂層在干燥條件下的磨損機制包括了疲勞磨損、粘著磨損和磨粒磨損，在海水環(huán)境中，涂層的粘著磨損和磨粒磨損被抑制；
　?。?）石墨烯和氧化石墨烯的添加有效地增強了環(huán)氧樹脂涂層的防腐耐磨性能。石墨烯在提升環(huán)氧樹脂涂層防腐性能方面優(yōu)于氧化石墨烯，而氧化石墨烯在提升環(huán)氧樹脂涂層耐磨性方面優(yōu)于石墨烯。氧化石墨烯與環(huán)氧樹脂之間具有較石墨烯與環(huán)氧樹脂之間更好的界面結(jié)果。當填料含量過高時，易在涂層中發(fā)生團聚，造成缺陷，降低