收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

酸催化聚倍半硅氧烷涂层的制备及其耐腐蚀性的研究

邢文涛  
【摘要】: 聚倍半硅氧烷(Polysilsesquioxanes,PSSQ)是一指结构式为RSiO_(3/2)的有机硅聚合物,R可以是氢基、烷基、芳香基、烯烃基以及其他的有机取代基团。聚倍半硅氧烷基本组成是由Si-O键构成主链,侧链则是与硅原子相连的各种有机基团。因此,在聚倍半硅氧烷结构中既含有“有机基团”,又含有“无机骨架”。这种特殊的分子结构使其具有优异的耐热性、耐候性、耐化学性、力学性能和电学性能,所以被广泛地用于涂层材料、塑料及电子材料等领域。 聚倍半硅氧烷制备通常通过溶胶-凝胶方法来制备,一般分为两步,第一步是预聚物的制备,一般由三氯硅烷或者三烷氧基硅烷的水解缩聚而制得。第二步是预聚物的进一步缩合最终成膜。通过这种方法制备的涂膜能够给基材提供疏水保护层,可以用作耐腐蚀涂层。但是,由于其制备过程常用小分子酸(如盐酸、硝酸、醋酸)作催化剂,体系中的游离酸在成膜过程中容易腐蚀金属基材,所以其耐腐蚀性能不够理想。 本论文首次采用大分子植酸为催化剂,通过水解缩合甲基三乙氧基硅烷(MTES)、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和正硅酸乙酯(TEOS)制备了植酸催化的倍半硅氧烷涂层。植酸(C_6H_(18)O_(24)P_6)是一种天然的有机膦酸化合物,分子中有6个磷酸键,可与金属络合,形成一层致密的单分子有机保护膜。我们用GPC、~(13)C NMR、~(29)Si NMR、SEM以及电化学测试分析手段(包括动电位极化曲线和电化学阻抗谱)等分析手段表征,对比盐酸催化的聚倍半硅氧烷,发现植酸催化的聚倍半硅氧烷交联度高、分子量大,并且其结构上的螯合基团与金属表面键合,在金属表面形成致密的保护层,耐腐蚀性能明显提高。我们进一步研究了植酸和正硅酸乙酯的用量对倍半硅氧烷涂层的耐腐蚀性能的影响,并发现当植酸用量为0.010-0.014mol/L以及TEOS用量为0.055-0.01mol/L时,植酸催化的倍半硅氧烷涂层的耐腐性能最优。 另外,为了探求不同的酸性催化剂对聚倍半硅氧烷耐腐蚀性能的影响,我们进一步选用不同的酸:植酸(phytic acid),羟基乙叉二膦酸(1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid),单宁酸(tannic acid)作为催化剂,水解缩合甲基三乙氧基硅烷(MTES)、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和正硅酸乙酯(TEOS),制备了不同酸催化的聚倍半硅氧烷涂层。我们通过使用~(13)C NMR,~(29)Si NMR,GPC,SEM,电化学测试方法以及耐盐雾测试来比较不同酸对聚倍半硅氧烷结构和耐腐蚀性能的影响,我们发现不同酸催化的倍半硅氧烷涂层的耐腐性能依次如下;植酸>羟基乙叉二膦酸>单宁酸>盐酸。 为了进一步增加聚倍半硅氧烷涂层的附着力和成膜性,我们先制备了PMMA/甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)共聚物,利用共聚物中硅烷的烷氧基基团和甲基三乙氧基硅烷(MTES)、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和正硅酸乙酯(TEOS)共水解缩合的方法,制备了均相的PMMA改性的酸催化倍半硅氧烷涂层。我们用GPC、~(29)Si NMR、FTIR、SEM系统的研究了PMMA改性倍半硅氧烷涂层的基本组成和微观形貌,另外,我们通过电化学方法研究了不同PMMA含量以及PMMA分子量对涂层耐腐蚀性的影响,并发现PMMA改性的酸催化倍半硅氧烷涂层有着非常优异的耐腐蚀性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;八(乙酰苯基)笼形倍半硅氧烷[J];有机硅材料;2009年02期
2 吴连斌;陈遒;边高峰;陈利民;孙维林;沈之荃;;聚γ-(2-噻唑脲基)丙基倍半硅氧烷配合物的合成及磁性能[J];高等学校化学学报;2010年05期
3 ;笼形氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料[J];有机硅材料;2009年02期
4 郭增昌;王云芳;王汝敏;郑水蓉;;倍半硅氧烷合成进展[J];高分子通报;2006年01期
5 陈辉;周树学;游波;武利民;;取代基对聚倍半硅氧烷结构和表面特性的影响[J];材料科学与工程学报;2006年01期
6 吴节莉;赵辉鹏;徐敏;陈群;;超支化高分子桥联聚倍半硅氧烷复合物的NMR研究[J];波谱学杂志;2008年01期
7 吴节莉;赵辉鹏;陈群;何琳;徐敏;;聚倍半硅氧烷复合超支化聚酯的结构及相容性[J];高等学校化学学报;2010年07期
8 马祥梅;秦基楼;;多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的合成与应用研究进展[J];安徽化工;2009年01期
9 张臣;;有机硅阻燃剂在聚酯中的应用研究进展[J];广东化工;2010年04期
10 曹争艳;蔡再生;;POSS应用于聚合物阻燃整理的研究进展[J];纺织导报;2011年09期
11 张文红;王嘉骏;薛裕华;冯连芳;戴黎明;;不完全缩合七苯基三羟基POSS的合成及表征[J];高校化学工程学报;2010年01期
12 ;研发动态[J];有机硅材料;2010年02期
13 ;耐沾污涂料[J];涂料技术与文摘;2010年11期
14 何小芳;刘玉飞;代鑫;胡蕾阳;樊斌斌;胡平;;POSS及其改性聚合物的研究进展[J];上海塑料;2010年03期
15 王笃政;于娜娜;;多面体低聚倍半硅氧烷的最新研究进展[J];有机硅材料;2011年04期
16 ;元素有机聚合物及其涂料[J];涂料技术与文摘;2002年03期
17 申桂英;刘长令;;本期推荐——有机硅系列化合物[J];精细与专用化学品;2006年07期
18 李芝华;张莹莹;黄耀鹏;;梯形聚硅氧烷液晶的研究[J];化学进展;2008年11期
19 ;中国宁波新材料与产业化国际论坛在宁波召开[J];宁波化工;2008年04期
20 ;有机无机杂化涂料[J];涂料技术与文摘;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尚红梅;曹新宇;马永梅;李引乾;王佛松;;透明柔性甲基聚倍半硅氧烷薄膜的制备和表征[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
2 田春蓉;;多面体低聚倍半硅氧烷改性聚氨酯弹性体的研究[A];中国工程物理研究院科技年报/2011年版[C];2011年
3 刘慧;朱庆增;姚丙建;胡若飞;胡元营;李正强;;结晶性正丙基多面体低聚倍半硅氧烷的制备与表征[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 李沙沙;李齐方;陈广新;;新型聚天门冬氨酸酯聚脲纳米复合材料的制备与研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 曲艳斌;李嘉丽;黄光速;;双官能笼型多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)衍生物的合成[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
6 杨扬;赵超越;陈桥;吴刚;;具有“三明治”结构的超低介电膜[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 汪新;张超;徐洪耀;;高热稳定性POSS基噁二唑星型杂化电子传输材料制备、结构与性能[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
8 吴节莉;徐敏;;超支化高分子与聚倍半硅氧烷复合物的固体NMR研究[A];第十四届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2006年
9 赵宁;戴珍;刘海云;黎白钰;马军;王真;徐坚;;有机-无机杂化功能材料研究—聚倍半硅氧烷分子杂化与应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
10 高丹怡;徐云;曾驰;谢美然;;含POSS-苯并恶嗪侧基的易位聚合物的合成[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 曾智;聚醚砜紫外光交联材料的制备与应用研究[D];吉林大学;2010年
2 杜凡凡;含多面齐聚倍半硅氧烷的荧光聚合物的设计、合成与应用[D];中国科学技术大学;2013年
3 倪勇;含苯基多面齐聚倍半硅氧烷的高分子的结构与性能研究[D];上海交通大学;2007年
4 韩金;含环形齐聚倍半硅氧烷聚合物的合成及其结构与性能研究[D];上海交通大学;2009年
5 曾延波;新型表面分子印迹和识别聚合物材料的制备及其在电化学传感器的应用研究[D];华东师范大学;2013年
6 许伟;含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的制备、表征及应用[D];陕西科技大学;2013年
7 曾松军;新型聚倍半硅氧烷基酸—碱无水质子交换膜的制备与性能研究[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 窦金涛;笼型八乙烯基倍半硅氧烷的结晶行为研究[D];山东大学;2013年
2 李正强;功能化倍半硅氧烷和铝离子荧光探针研究[D];山东大学;2013年
3 曹姣洁;聚倍半硅氧烷空心/碗状颗粒的制备及在药物缓释领域的应用[D];山东大学;2013年
4 邢文涛;酸催化聚倍半硅氧烷涂层的制备及其耐腐蚀性的研究[D];复旦大学;2008年
5 吴节莉;超支化高分子复合物的NMR研究[D];华东师范大学;2007年
6 张小强;席夫碱基侧链液晶聚硅氧烷高分子的合成及表征[D];北京化工大学;2005年
7 王鹏;聚倍半硅氧烷的合成及其在高聚物中的应用[D];黑龙江大学;2009年
8 涂杉;结晶性聚倍半硅氧烷研究[D];山东大学;2009年
9 张爱芹;高规整性梯形聚倍半硅氧烷的合成[D];河北大学;2005年
10 杜宝宪;纳米填料/膨胀型阻燃剂复配阻燃聚丙烯研究[D];浙江大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978