收藏本站
《广西科技大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超疏水纳米复合涂层的制备及其分子动力学模拟研究

青勇权  
【摘要】:近年来,超疏水复合涂层因其具有优异的自清洁性与耐腐蚀性,在基础研究及工业领域中有着广泛的应用前景。探索制备工艺简单、成本低廉、无毒环保、性能稳定及防污防腐兼备的超疏水涂层引起了人们极大兴趣。本文采用简单方法制备微/纳米双重结构的超疏水涂层,通过扫描电镜、红外光谱、电化学工作站等对涂层表面形貌和性能进行了分析,并用分子动力学模拟了复合涂层的结构和润湿性能。研究内容及结果如下: 通过机械搅拌和表面改性相结合的方法,用硬脂酸改性纳米TiO2/ZnO复合粒子表面,硬脂酸用量为9%、反应温度50°C、pH=4时,得到改性的复合涂层。当涂层热处理温度为200°C时,在钢基体表面制得微/纳米双重粗糙结构的超疏水涂层,水的静态接触角为165.3°,滚动角4°,表现良好的耐溶剂性与自清洁性。 硬脂酸改性ZnO粒子的最优条件是:质量比为8%、温度40°C、pH=5。当聚二甲基硅氧烷/ZnO复合涂层热处理温度为120°C时,构建出双重粗糙结构的超疏水表面,接触角为161°,滚动角5°,吸水率为5.8%。聚二甲基硅氧烷/ZnO复合涂层的碳钢片,腐蚀电位为615mV,腐蚀电流密度为1.3×10-6A/cm2,表现良好的耐腐蚀性能。 利用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷改性ZnO粒子后,并与低表面能的聚苯乙烯杂化,在钢基体上制备超疏水涂层。当聚苯乙烯/ZnO质量比为3:7,涂层热处理温度为160°C时,制备的超疏水复合涂层具有微/纳米双重粗糙结构,接触角为156°,滚动角8°,吸水率为7.3%。聚苯乙烯/ZnO复合涂层的碳钢片,腐蚀电位为586mV,腐蚀电流密度为2.8×10-7A/cm2,表现较好的耐腐蚀性能,并且涂覆在棉织物上的聚苯乙烯/ZnO超疏水复合涂层,油水分离率约为86%。 通过分子动力学模拟方法,对复合涂层的结构和润湿性能模拟发现,TiO2与ZnO结构由范德华力相互结合交联,聚二甲基硅氧烷与聚苯乙烯链分别粘附在ZnO晶面上,相互包裹;TiO2/ZnO复合涂层与金属表面的结合能最小,聚二甲基硅氧烷/ZnO和聚苯乙烯/ZnO复合涂层与金属表面的结合能较大。动力学模拟结果与实验分析结果有较好的吻合。
【学位授予单位】:广西科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TQ630.1

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;中科院研制出飞机用纳米复合涂层新技术[J];涟钢科技与管理;2012年02期
2 楼白杨;杜敬平;赵杰;徐斌;;微弧氧化/磁控溅射复合涂层对镁微观结构与摩擦性能的影响[J];真空科学与技术学报;2017年04期
3 储成林;;“复合涂层及其制备技术”专题序言[J];表面技术;2017年07期
4 孟祥军;刘秀波;刘海青;陈瑶;;钛合金表面激光熔覆高温自润滑耐磨复合涂层[J];焊接学报;2015年05期
5 马壮;李剑;闫翠娟;李智超;;粉煤灰玻璃/陶瓷复合涂层冲蚀磨损性能研究[J];硅酸盐通报;2013年08期
6 韩玉良;董艳春;阎殿然;;金属-陶瓷复合涂层的组织与磨损性能研究[J];陶瓷;2010年06期
7 ;多元复合涂层研制成功获国家专利[J];稀土;2010年03期
8 杨子润;王树奇;高明娟;陈康敏;;铸钢表面复合涂层的微观组织分析[J];铸造技术;2007年10期
9 徐维普;徐滨士;张亚余;杨宇清;;高速电弧喷涂FeAlCrNi/Cr_3C_2复合涂层的摩擦学特性[J];焊接技术;2005年06期
10 林化春,丁润刚;镍基合金-碳化铬复合涂层耐磨特性的研究[J];摩擦学学报;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许坚勇;;复合涂层的技术应用[A];防腐蚀工程技术交流会暨防腐蚀及节能新材料普及讲座论文集[C];2008年
2 田宏;王亚明;李学伟;欧阳家虎;;钛合金微弧氧化/有机硅转化复合涂层的制备与高温性能[A];第十一次全国热处理大会论文集[C];2015年
3 王锋;李阳;吴甜甜;王一超;周新晶;;颗粒特性对冷喷涂复合涂层沉积行为影响的实验研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
4 程银健;陈九磅;王平;;高温耐磨复合涂层的制备与磨损性能研究[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
5 蒋驰;周晋林;赖新春;肖云峰;税毅;王术刚;;钽/钨/锡复合涂层喷涂工艺应用[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
6 肖汉宁;刘付胜聪;李玉平;;二氧化钛在聚丙烯酸酯复合涂层中抗光降解作用的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
7 方建筠;栗卓新;汤春天;史耀武;;电弧喷涂制备金属陶瓷复合涂层及其性能[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集(C辑)[C];2005年
8 孙冬柏;;非晶纳米晶复合涂层的制备技术与性能[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
9 曹博蕊;王从曾;苏学宽;马捷;;镁合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层的结构与性能[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
10 周昌炽;唐西南;;激光熔覆合金和陶瓷复合涂层开裂的研究[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 罗晔;抗菌驱虫复合涂层钢板的制备及性能研究[N];世界金属导报;2018年
2 记者 姚耀;纳米复合涂层新技术为飞机护航[N];中国化工报;2010年
3 李国强;世界首条多功能复合涂层钢板生产线建成[N];中国冶金报;2003年
4 高心如 俞少忠;三船舶项目成功对接[N];中国船舶报;2011年
5 ;纳米金刚石复合涂层技术实现产业化应用[N];中国高新技术产业导报;2006年
6 记者 李国强;二十冶两项工程创中国企业新纪录[N];中国冶金报;2004年
7 刘小革;我国核聚变装置壁处理再创新技术[N];四川科技报;2000年
8 ;一项专利解决一大难题[N];经济日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高文卿;新型心脏外科管道系统生物活性涂层的研制[D];天津医科大学;2013年
2 王昱;基于事故容错燃料的ZrO_2/FeCrAl复合涂层的制备及氧化行为研究[D];中国工程物理研究院;2018年
3 刘涛;碳化锆基复合涂层结构与抗烧蚀性能研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所);2018年
4 张高伟;Li/V包层通道内壁Ti/AlN复合涂层的制备和阻氘性能研究[D];北京科技大学;2018年
5 刘传胜;氮化碳纳米复合涂层摩擦磨损和耐水蚀研究[D];武汉大学;2004年
6 徐德生;仿生非光滑耐磨复合涂层的研究[D];吉林大学;2004年
7 刘其斌;宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层及其生物相容性[D];大连理工大学;2005年
8 陈永春;聚酯聚氨酯/SiO_2(TiO_2)纳米复合涂层的制备及表征[D];复旦大学;2005年
9 李亚东;火焰喷涂尼龙1010及其复合涂层结构与性能[D];郑州大学;2005年
10 肖秀峰;水热电化学沉积羟基磷灰石涂层的工艺、结构和性能研究[D];燕山大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋润森;不同Mo含量的铁基非晶复合涂层的制备与性能研究[D];华北电力大学(北京);2016年
2 金琦童;钛合金表面陶瓷/超高分子量聚乙烯复合涂层的制备及摩擦学研究[D];南京理工大学;2018年
3 江洋洋;镁合金表面氟掺杂钙镁磷复合涂层的制备与性能研究[D];天津大学;2018年
4 汪春民;镁合金多巴胺/聚醚酰亚胺基复合涂层的耐蚀性能研究[D];重庆大学;2018年
5 青勇权;超疏水纳米复合涂层的制备及其分子动力学模拟研究[D];广西科技大学;2014年
6 巫殷伟;有机无机复合防护涂层的制备及其对混凝土防护效果的研究[D];华南理工大学;2018年
7 代青华;抗空蚀复合涂层的制备及性能研究[D];机械科学研究总院;2017年
8 陈萌;双损耗型环氧树脂基复合涂层电磁性能研究[D];长安大学;2018年
9 洪范;原位聚合法制备聚酯/纳米TiO_2复合涂层材料的研究[D];东华大学;2009年
10 杨承宇;激光诱导原位沉积(TiB_x+TiC)/Ti-6Al-4V复合涂层的显微组织和耐磨性能研究[D];东北大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026