埃洛石/缓蚀(防污)剂复合材料的制备与控释性能研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Joexie2005
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为了更好地保护海洋中的构筑物与船舶,增强防腐蚀、防生物污损的能力和延长服役时间,环境友好型防腐防污涂料得到了广泛的研究和应用。若将缓蚀剂和防污剂直接掺入涂料中进行涂装,涂料在使用初期就会发生有效成分的快速释放现象,造成资源浪费,并导致在应用后期有效成分的浓度过低而失去效力。所以,借助载体制备出具有缓控释效果的防腐防污复合材料具有重大的研究意义。本文对天然埃洛石纳米管进行了不同温度下的热处理,使用SEM、TEM、XRD、BET等技术手段对各组试样进行了分析研究。发现煅烧后的埃洛石样品管长度缩短并且平均孔径增大,经550°C以上温度处理后,埃洛石发生羟基脱水反应,由晶体结构转变为无定型结构。将热处理后的埃洛石作为载体,用抽真空负载的方式,装载苯并三唑、2-巯基苯并噻唑和辣椒素等有效成分进入纳米管的管腔,并使用聚电解质进行表面层层封装,制备出埃洛石负载型复合材料。其中,埃洛石经260°C煅烧后的样品对BTA具有最高的装载量8.4wt%,随着处理温度的升高,管径的继续增加不利于易溶于水的BTA在管内保存,导致装载量持续下降。对难溶于水的MBT和辣椒素而言,埃洛石经550°C煅烧后的样品具有最高的装载量,分别是8.2wt%和4.8wt%。对各合成复合材料的缓控释能力进行了研究。未包覆样品中的BTA在中性水中的释放时间能够在一定程度上得到延长,处理温度越高的样品中BTA的释放速率越快。样品经包覆聚电解质壳层后,BTA能够得到有效的控制释放。当环境中pH变化时,聚电解质层遭到破坏,会发生BTA的即时释放。在碱性环境中,聚电解质层更为敏感使释放更快速。虽然MBT难溶于水,但是在包覆前后样品中的释放规律同BTA相似,只是整体来说,在释放时间上有所延长。由于MBT易与碱性水中的NaOH反应生成缓蚀性物质MBT-Na,促进释放进程,所以在碱性环境中,埃洛石中MBT的释放速率更快。为了能够增强涂料防腐防污效果、避免资源浪费和延长服役期限,综合考虑复合材料的装载总量、缓控释能力和即时释放效果,对BTA进行包埋的最佳埃洛石样品为HNTs-260,而对MBT和辣椒素进行包埋的最佳样品为HNTs-550。
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