氟改性乙烯基酯树脂的耐腐蚀性研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:xm10282008
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含氟聚合物由于具有耐热性、耐腐蚀性、不粘性、电绝缘性及耐大气老化性等多种优异性能,在工业领域中得到广泛应用。对常规高分子材料的氟化改性是获得新型含氟聚合物、提高材料性能的重要手段。乙烯基酯树脂(VERs)由于其良好的耐腐蚀性和加工性能,常应用于涂料和复合材料中,而对VERs改性主要集中在增韧改性方面。在VERs中引入含氟链段,会进一步提高其耐腐蚀性能。利用VERs双键的反应特性,使之与含氟丙烯酸酯共固化,可以在交联网络中引入含氟链段,提高树脂的耐腐蚀性能。本论文主要利用含氟单体对VERs进行改性研究,采用自由基共聚合方法,将有机氟加入到VERs中,从而得到耐腐蚀性能良好的含氟乙烯基酯树脂(FVERs),并分别研究了氟改性对VERs的力学性能以及耐腐蚀性的影响。此外,还对VERs的氟改性、玻璃鳞片改性进行了对比研究。第一部分将甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)与VERs共聚合,得到改性FVERs;利用红外测试(FTIR)、力学性能测试、动态力学性能测试(DMTA)等方法对改性树脂的基本性能进行研究;利用浸泡法和交流阻抗测试(EIS)对于改性树脂的耐腐蚀性及耐酸性进行评估。结果表明改性FVERs中氟元素富集在固化物表面;不同氟含量的FVERs固化物的Tg变化不大; FVERs的力学性能随DFHMA含量的增加而逐渐增大,当DFHMA质量分数为7%时,力学性能提高最大,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了23.96%、72.23%和34.28%;通过EIS对FVERs的耐腐蚀性进行表征,随着有机氟含量的增加,FVERs的阻抗值逐渐增加;当DFHMA质量分数为7%时,改性树脂涂层的阻抗值可达2.352×1010Ω·cm2,比未改性树脂涂层提高了1个数量级;在NaCl溶液中浸泡600h后,FVERs的阻抗值仍高于未改性VERs,其孔隙率仅为2.988×10-6,吸水率降低48%。利用浸泡法对FVERs的耐酸性进行研究,将FVERs在40wt%、H2SO4中浸泡168h后,不同氟单体含量的FVERs固化样条的质量变化率均低于未改性VERs质量变化率;FVERs的拉伸强度和冲击强度保留率分别为96.79%、93.71%,高于VERs的88.72%、89.12%,因此,改性树脂的耐酸性明显提高。第二部分研究不同质量分数(分别为10%,20%)的玻璃鳞片(GF)改性VERs,并通过浸泡法和交流阻抗测试(EIS)对三种改性树脂FVERs、玻璃鳞片改性VERs(VEGF)和玻璃鳞片FVERs(FVEGF)的耐腐蚀性能进行研究。FVERs、VEGF及FVEGF三种改性树脂的阻抗值分别为2.352×1010Ω·cm2、1.017×1011Ω·cm2和2.731×1010Ω·cm2均高于未改性VERs;酸性介质中的质量变化率分别为1.26%、1.19%和1.69%,较未改性VERs的3.36%有明显降低。因此,有机氟、玻璃鳞片改性VERs都能提高其耐腐蚀性,二者共同改性VERs时,有机氟对VERs的耐腐蚀性提高起主导作用。
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