高分子防穴蚀涂料及其机理研究

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穴蚀(cavitation)是在高速运动流体作用下,机械部件表面发生的最为严重的破坏作用之一。针对穴蚀的特点,可以采用在金属部件表面涂覆高分子涂料的方法加以防止。本文在已有的高性能防穴蚀涂料的基础上,对涂料的组分及抗穴蚀机理进行了系统的研究。 首先设计并合成了一系列柔性环氧固化剂。选择了其中一种具有柔性长醚链结构的固化剂,经固化实验、剪切强度实验、磁致伸缩空化实验证明,它不仅对环氧体系具有显著的增韧效果,同时保留了环氧体系本身优良的力学性能。 在涂料中引入了螯合剂组分,通过电化学、磁致伸缩振动实验方法,证明螯合剂的引入,明显提高了涂层的耐蚀性能和涂层与金属的附着力,从而改善了涂层的抗穴蚀性能。用模型化合物对螯合物的形成机理及耐蚀机理进行了研究,证明螯合物膜层的缓蚀机理,主要是有效地阻碍阳极金属的溶解。 对高分子涂料的力学性能与其抗穴蚀性能之间的关系进行了探讨,根据拉伸实验结果,证实材料的工程应变能越高,则涂层抗穴蚀性能越好。两种成膜树脂EP/PU以4∶6的重量比组成的涂料,加以适当的活性填料具有最佳的抗穴蚀性能。 对动态力学性能也进行了研究,动态力学谱同样清楚地表明,EP/PU为4∶6(重量比)的涂层具有较好的吸能作用,另外发现借助适当的偶联剂,在体系中加入活性填料,能够明显增强EP/PU共混体系的相容性,从而显著提高涂料的吸能作用。填料还能赋予涂料以触变性,以利于涂敷施工。根据力学性能试验结果,本文提出并讨论了高分子涂层的吸能机理。 最后对磁致伸缩振动实验装置进行了理论分析:建立了实验装置
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