论文部分内容阅读
石墨烯是由单层的碳原子以二维(2D)品格组合而成的片层纳米材料,由于其具有优异的力学、热学和电学性能而被广泛关注,目前已经成为材料领域的研究热点。氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物,也具有极高的比表面积和优异的综合性能,因而是制备高性能的高分子材料的理想添加剂。为了充分利用GO的优异性能,对其进行相关改性是行之有效的方式,而且还可以增强高分子材料的相关性能。本文采用有机缓蚀剂对GO进行改性,得到有机缓蚀剂/GO复合材料,以赋予GO具有缓蚀剂的防腐性能。将制备的复合材料添加到环氧树脂(epoxy)高分子材料中制备出相应的复合涂层,并对相关复合涂层的防腐性能进行研究。主要内容如下：(1)通过对制备氧化石墨烯过程中,首先对氧化石墨烯的制备环境(浓H2SO4,浓 H2SO4+H3PO4)和氧化剂的加量(石墨：高锰酸钾=1：4/1：6/1：8,质量比)进行了讨论：通过FT-IR, UV, SEM, TG和XPS等分析手段对制备的所有氧化石墨烯样品进行分析,结果表明制备氧化石墨烯的最佳氧化环境是浓H2SO4+H3PO4混酸环境,氧化剂的最佳比例是为石墨：高锰酸钾=1：4。(2)首先利用顺丁烯二酸酐对GO进行改性,以增加GO的羧基含量,将甲硝唑(MET)通过酯化反应与改性后的GO进行反应,制备了MET-GO复合材料；其次利用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性β-环糊精(β-CD),然后再将改性后的β-CD与GO相结合,制备了KH560/β-CD-GO复合材料；最后在KH560/β-CD-GO复合材料的基础上,将甲硝唑通过物理装载的方式制备了MET/β-CD-GO复合材料。采用FT-IR、TG、SEM、XPS和EDS等分析手段对以上三种复合材料进行表征,结果表明通过相关方法我们成功制备了MET-GO、KH560/β-CD-GO和MET/β-CD-GO复合材料。(3)通过溶液共混法制备了MET-GO epoxy、KH560/β-CD-GO epoxy和MET/β-CD-GO epoxy几种复合涂层,并采用TG和SEM分析了MET-GO、 KH560/β-CD-GO和MET/β-CD-GO复合材料对epoxy涂层的影响,结果表明三种复合材料的引入,改善了epoxy涂层的热学性能,并且三种材料在epoxy涂层中具有良好的分散性。通过电化学工作站(EIS)、划痕浸泡实验和高温高压实验对几种复合材料进行防腐性能测试,并且将三种复合涂层与pure epoxy和GOepoxy涂层对比,结果表明MET-GO、KH560/β-CD-GO和MET/β-CD-GO三种复合材料加入到epoxy涂层中,显著提高了epoxy涂层的防腐性能。