石墨烯-環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層的制備及其在輻照環(huán)境中防腐性能研究.pdf

1、核動力船舶采用核動力推進技術(shù)，長期工作于海洋環(huán)境中，船體和艦載裝備的表面防護涂層必須具備耐受高能射線如伽馬射線輻照損傷的能力，更需要具有優(yōu)異的防腐等性能。環(huán)氧樹脂（epoxy）涂層是常用的防腐材料，在伽馬輻射長期作用下易出現(xiàn)起泡、開裂等老化現(xiàn)象，最終導(dǎo)致其減弱或者喪失防護性能。石墨烯具有優(yōu)越的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能，已被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。本課題提出利用石墨烯的高導(dǎo)電性、耐腐蝕以及良好的自由基捕獲特性，制備具有優(yōu)良耐γ射線損傷能力的石墨

2、烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層。主要取得了如下研究成果：
　?。?）采用硅烷偶聯(lián)劑 KH560對石墨烯表面進行修飾，用 FTIR表征了修飾后石墨烯表面特征基團的變化；將表面功能化后的石墨烯添加于環(huán)氧樹脂中，制備了石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層，通過AFM、TEM等對復(fù)合涂層進行表面分析。實驗結(jié)果證明環(huán)氧樹脂中石墨烯分散良好，適量石墨烯（0.25wt％）的加入有利于減少環(huán)氧樹脂涂層表面缺陷，而加入過多的石墨烯（0.5wt%和0.75wt%）則導(dǎo)致涂

3、層表面出現(xiàn)孔洞等現(xiàn)象，使腐蝕防護性能出現(xiàn)了下降趨勢。
　?。?）系統(tǒng)研究了不同（表面功能化）石墨烯摻入量對復(fù)合樹脂涂層的核輻照環(huán)境下耐腐性能的影響。實驗結(jié)果表明該涂層經(jīng)受280 KGy后，添加石墨烯（含量分別為0.25wt%，0.5wt%和0.75wt%）的石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層的腐蝕防護性能明顯優(yōu)于純樹脂，這是由于石墨烯的加入，可以有效減少輻照交聯(lián)現(xiàn)象的發(fā)生，從而減緩?fù)繉永匣?。石墨烯摻入量?.25wt%樣品， Tafel腐蝕

4、電流最小，具有較正的腐蝕電位，EIS測試表明其阻抗均較其他三種樣品阻抗更大，從而說明了加入適量石墨烯的樣品（0.25wt%）在伽馬輻照環(huán)境中具有更優(yōu)異的耐蝕性能。
　?。?）利用ESR，F(xiàn)TIR和 TEM等測試手段，表征了石墨烯在輻照環(huán)境中的自由基能力吸附性能。測試數(shù)據(jù)表明摻入量為0.25wt%樣品中自由基產(chǎn)生數(shù)量最小，石墨烯吸收自由基種類可能為過氧自由基類，涂層中石墨烯含量過大將影響吸收自由基的效率。
　?。?）通過水熱合