金屬基體低表面能復(fù)合膜的制備及其耐蝕性能研究.pdf

1、金屬腐蝕給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和危害，隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，腐蝕科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占的地位越來(lái)越重要。因此金屬材料的腐蝕與防護(hù)關(guān)系到整個(gè)國(guó)計(jì)民生與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。眾所周知，金屬腐蝕過(guò)程的開(kāi)始主要發(fā)生于金屬與環(huán)境的界面上，因此對(duì)金屬表面進(jìn)行處理就有可能減緩或者阻止金屬腐蝕的發(fā)生，從而達(dá)到防腐蝕的目的。
　　 本論文首先在銅基體上制備了正十二硫醇超疏水膜與正十二硫醇和十四酸的超疏水混合膜，同時(shí)利用掃描電鏡、能譜分析、接觸

2、角測(cè)量等手段對(duì)超疏水表面進(jìn)行了表征，研究發(fā)現(xiàn)形成的單一正十二硫醇膜為均勻而美麗的片狀亞微觀結(jié)構(gòu)，接觸角達(dá)到150°，但是加入十四酸后形成的正十二硫醇/十四酸混合膜則更為均勻而致密，接觸角更大為160°。利用動(dòng)電位極化曲線、電化學(xué)阻抗(EIS)研究了銅表面生成的正十二硫醇超疏水膜和正十二硫醇/十四酸混合膜的耐蝕性能，測(cè)試結(jié)果表明正十二硫醇超疏水膜對(duì)銅基體具有較好的抗腐蝕效果，而且正十二硫醇/十四酸混合膜的效果更佳，此外，還借助Gaussi

3、an(R)03程序包計(jì)算探討了正十二硫醇與十四酸在銅表面的吸附行為，提出的競(jìng)爭(zhēng)吸附理論很好的解釋了混合膜更為致密和抗腐蝕性能更好的原因。上述膜層的缺陷是在銅基體上的吸附不穩(wěn)定且較易脫落。
　　 近年來(lái)，由海洋貽貝類(lèi)生物分泌的貽貝類(lèi)粘附蛋白因在較濕的環(huán)境中仍具有較強(qiáng)的粘緒力而引起了人們的廣泛關(guān)注。在粘結(jié)的過(guò)程中起粘結(jié)作用的是兒茶酚基團(tuán)，多巴胺具有兒茶酚基團(tuán)，因此能夠牢牢的吸附在金屬基體上，另外，多巴胺包覆層的吸附仍可以允許含有巰基

4、(-SH)和氨基(-NH2)的有機(jī)物進(jìn)一步鍵合，這就為第二次反應(yīng)提供了一個(gè)反應(yīng)平臺(tái)。因此針對(duì)前述缺憾，我們利用較易吸附的多巴胺膜層的包覆，從而將具有抗腐蝕性能的正十二硫醇膜穩(wěn)定的吸附在銅基體上。通過(guò)X射線光電子能譜測(cè)試、掃描電鏡及能譜分析均表明，多巴胺已經(jīng)成功的吸附到銅基體上，并且多巴胺聚合后，通過(guò)希夫堿和加成反應(yīng)從而使正十二硫醇膜吸附到多巴胺包覆的銅基體上，這個(gè)反應(yīng)過(guò)程類(lèi)似于硫醇與貴金屬反應(yīng)的自組裝過(guò)程。接觸角測(cè)試表明當(dāng)多巴胺吸附后，

5、銅表面顯示為較強(qiáng)的親水性，而正十二硫醇在包覆有多巴胺的銅基體上形成后，由于烷烴鏈的存在顯示為較強(qiáng)的疏水性。采用動(dòng)電位極化技術(shù)和電化學(xué)阻抗譜技術(shù)對(duì)形成的膜層進(jìn)行了抗腐蝕性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，正十二硫醇在包覆有多巴胺的銅基體上的形成有效的抑制了銅的腐蝕。同時(shí)利用穩(wěn)定性測(cè)試證明了多巴胺協(xié)助形成的正十二硫醇膜相當(dāng)穩(wěn)定，因此能夠較好的抑制海水中Cl-的侵害。
　　 為了表明這種方法的通用性，我們以與銅不同類(lèi)型的金屬304不銹鋼作為另一個(gè)