鋁板表面有機(jī)硅烷分子自組裝膜制備.pdf

1、金屬表面有機(jī)硅烷分子自組裝成膜技術(shù)作為一種新型的環(huán)境友好型表面防護(hù)技術(shù)，在鋁及其合金的防腐蝕領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。而現(xiàn)有的研究中，大多數(shù)集中在有機(jī)硅烷分子自組裝單層膜上，但是膜層太薄，對(duì)腐蝕性介質(zhì)侵蝕的阻擋作用有限，而且不具備自愈能力，限制了其使用壽命。
　　本文在分子自組裝單層膜的基礎(chǔ)上，構(gòu)筑自組裝雙層膜，同時(shí)，加入緩蝕劑以及納米顆粒，增加膜層厚度的同時(shí)又得到具有自愈性且機(jī)械強(qiáng)度高的膜層。采用無(wú)毒無(wú)污染的雙-[γ-（三乙氧基）

2、硅丙基]四硫化物(BTSPS)，γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)為主要成分，制備有機(jī)硅烷分子自組裝單層膜及雙層膜，并以硝酸鈰及納米氧化鈰為添加劑，制備復(fù)合有機(jī)硅烷分子自組裝膜，使膜層具有自愈性，提高機(jī)械強(qiáng)度。研究了膜層的制備工藝，對(duì)其耐腐蝕性進(jìn)行了探討。
　　以塔菲爾曲線檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)，對(duì)處理液水解時(shí)間、浸漬時(shí)間、固化時(shí)間、固化溫度以及添加劑用量等工藝參數(shù)進(jìn)行了確定，并研究了工藝參數(shù)變化對(duì)膜層耐腐蝕性能的影響。以塔菲爾

3、曲線測(cè)試、浸泡實(shí)驗(yàn)和硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)，綜合比較了各類膜的耐腐蝕性能，結(jié)果表明:添加了納米氧化鈰的復(fù)合雙層膜耐腐蝕性最好，其電化學(xué)腐蝕電流為4.25×10-9A，這比空白鋁片的腐蝕電流降低了3個(gè)數(shù)量級(jí);該膜層耐硫酸銅腐蝕時(shí)間最長(zhǎng)，為18′01″;3.5％NaCl溶液中，浸泡15天后其失重最少，僅為0.1mg，平均腐蝕速率0.0049mg/cm2為所有膜中最小。
　　通過(guò)傅立葉紅外光譜測(cè)試發(fā)現(xiàn)，單層膜中存在Si-O-Si、Si-O-Al

4、吸收峰，表明在鋁板表面生成了，與鋁板間以Si-O-Al共價(jià)鍵連接，膜層間以Si-O-Si為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的BTSPS有機(jī)硅烷分子自組裝膜;雙層膜中同樣存在Si-O-Si、Si-O-Al吸收峰，而且還有GPTMS的特征集團(tuán)環(huán)氧基的吸收峰，表明在BTSPS膜的表面形成了GPTMS膜。而硝酸鈰以及納米氧化鈰只是單純的物理吸附于膜層中。
　　通過(guò)掃描電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)，鋁片表面生成了一層均勻致密凹凸不平的有機(jī)硅烷分子自組裝膜，這種表面結(jié)構(gòu)使得該自組