氟改性乙烯基酯树脂的耐腐蚀性研究

摘要

含氟聚合物由于具有耐热性、耐腐蚀性、不粘性、电绝缘性及耐大气老化性等多种优异性能，在工业领域中得到广泛应用。对常规高分子材料的氟化改性是获得新型含氟聚合物、提高材料性能的重要手段。乙烯基酯树脂(VERs)由于其良好的耐腐蚀性和加工性能，常应用于涂料和复合材料中，而对VERs改性主要集中在增韧改性方面。在VERs中引入含氟链段，会进一步提高其耐腐蚀性能。利用VERs双键的反应特性，使之与含氟丙烯酸酯共固化，可以在交联网络中引入含氟链段，提高树脂的耐腐蚀性能。
　　 本论文主要利用含氟单体对VERs进行改性研究，采用自由基共聚合方法，将有机氟加入到VERs中，从而得到耐腐蚀性能良好的含氟乙烯基酯树脂（FVERs），并分别研究了氟改性对VERs的力学性能以及耐腐蚀性的影响。此外，还对VERs的氟改性、玻璃鳞片改性进行了对比研究。
　　 第一部分将甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)与VERs共聚合，得到改性FVERs;利用红外测试(FTIR)、力学性能测试、动态力学性能测试(DMTA)等方法对改性树脂的基本性能进行研究;利用浸泡法和交流阻抗测试(EIS)对于改性树脂的耐腐蚀性及耐酸性进行评估。结果表明改性FVERs中氟元素富集在固化物表面;不同氟含量的FVERs固化物的Tg变化不大;FVERs的力学性能随DFHMA含量的增加而逐渐增大，当DFHMA质量分数为7％时，力学性能提高最大，其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了23.96％、72.23％和34.28％;
　　 通过EIS对FVERs的耐腐蚀性进行表征，随着有机氟含量的增加，FVERs的阻抗值逐渐增加;当DFHMA质量分数为7％时，改性树脂涂层的阻抗值可达2.352×1010Ω·cm2，比未改性树脂涂层提高了1个数量级;在NaCl溶液中浸泡600h后，FVERs的阻抗值仍高于未改性VERs，其孔隙率仅为2.988×10-6，吸水率降低48％。
　　 利用浸泡法对FVERs的耐酸性进行研究，将FVERs在40wt％、H2SO4中浸泡168h后，不同氟单体含量的FVERs固化样条的质量变化率均低于未改性VERs质量变化率;FVERs的拉伸强度和冲击强度保留率分别为96.79％、93.71％，高于VERs的88.72％、89.12％，因此，改性树脂的耐酸性明显提高。
　　 第二部分研究不同质量分数（分别为10％，20％）的玻璃鳞片(GF)改性VERs，并通过浸泡法和交流阻抗测试(EIS)对三种改性树脂FVERs、玻璃鳞片改性VERs(VEGF)和玻璃鳞片FVERs(FVEGF)的耐腐蚀性能进行研究。FVERs、VEGF及FVEGF三种改性树脂的阻抗值分别为2.352×1010Ω·cm2、1.017×1011Ω·cm2和2.731×1010Ω·cm2均高于未改性VERs;酸性介质中的质量变化率分别为1.26％、1.19％和1.69％，较未改性VERs的3.36％有明显降低。因此，有机氟、玻璃鳞片改性VERs都能提高其耐腐蚀性，二者共同改性VERs时，有机氟对VERs的耐腐蚀性提高起主导作用。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 绪论

1．1 乙烯基酯树脂概况

1．2．1 乙烯基酯树脂的结构与性能

1．2．2 乙烯基酯树脂的分类

1．2 乙烯基酯树脂的发展和应用

1．3 乙烯基酯树脂的改性方法

1．3．1 乙烯基酯树脂的橡胶改性

1．3．2 乙烯基酯树脂的双马来酰亚胺(BMI)改性

1．3．3 乙烯基酯树脂的热塑性树脂改性

1．3．4 乙烯基酯树脂的氟化改性

1．4 材料耐腐蚀性研究方法

1．5 本课题研究意义和目的

1．6 研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验原料

2．2 实验设备

2．3 实验方案

2．3．1 甲基丙烯酸十二氟庚酯改性乙烯基酯树脂

2．3．2 玻璃鳞片改性含氟乙烯基酯树脂耐腐蚀性研究

2．4 试样制备

2．4．1 乙烯基酯树脂的氟化改性

2．4．2 玻璃鳞片改性含氟改性VE树脂

2．5 测试方法

2．5．1 红外分析

2．5．2 XPS表面分析

2．5．3 力学性能分析

2．5．4 热机械性能分析

2．5．5 耐腐蚀性实验

第三章 结果与讨论

3．1 乙烯基酯树脂的氟化改性

3．1．1 VERs及FVERs的红外谱图

3．1．2 FVERs的表面元素组成

3．1．3 改性树脂的力学性能

3．1．4 改性树脂的动态力学性能

3．1．5 改性树脂的交流阻抗测试

3．1．6 介质浸泡法

3．2 FVERs的玻璃鳞片改性

3．2．1 玻璃鳞片改性树脂的交流阻抗图谱

3．2．2 浸泡法评价玻璃鳞片改性树脂

第四章 结论部分

参考文献

致谢

研究成果及发表的论文

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