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《机械科学研究总院》 2007年
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低表面能含氟聚合物的制备及在减阻涂层中的应用

兰家勇  
【摘要】: 由于流体的摩擦及管道内壁表面的作用,而产生摩擦阻力,使飞行器舰船航行、管道输送油气等损耗了大量能源。在建设“节约型社会”的今天,减少输送流动阻力、降低能量消耗,已成为世界各国的热门研究内容。利用低表面能涂层具有的疏水性质,辅以特殊设计的纹理结构,可制备具有减摩、降流阻和降低噪声的涂层,降低了阻力,在军事和民品上有广泛应用前景。 本文从减阻降噪的实际需求出发,采用自由基溶液聚合,合成了FC-1均聚物与FC-2共聚物系列含氟丙烯酸树脂,通过两者或进行改性制备低表面能涂层。光滑涂层的接触角高达118°,细微粗糙度涂层的接触角高达151°,获得超疏水性。 在合成过程中,本文通过对基础配方的正交实验,确定对合成的主要影响因素。同时,对影响合成的各个主要因素进行了深入分析探讨,最终得到了合成的最佳配方与工艺。在制备减阻涂层过程中,通过FC-2加入FEVE树脂中所制备的涂层经一系列测试,此光滑涂层与水接触角大于110°,最高达118°,具有优异的疏水性能,且合成工艺配方重现性好。 本文通过FC-1均聚物与HXT、改性HXT与FC-2共聚物两种方法来提高涂层疏水性能并对涂料配方进行了研究。两者因涂层具有细微粗糙度,获得超疏水性,接触角高达151°,疏水性得到的大大改善,达到国内领先水平。疏水稳定性作为室外减阻涂层还需继续加强,作为室内涂层并无紫外照射之忧,稳定性良好,能达到长时间减阻目的。 最后利用所研制的流阻测试装置和开发的计算机辅助测试软件,对比测试了环氧色漆、环氧沥青、含氟低表面能光滑涂层三种不同减阻涂层在不同进口压强下的减阻率,实验结果表明FC-2减阻涂层具有良好的减阻效果,无论在低压高压下都好于前两者,其减阻率相对空管最高达21.72%。同时本文对其减阻机理进行了初步的探讨。
【学位授予单位】:机械科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ317

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【参考文献】
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