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聚己内酯静电纺丝纳米纤维与环氧树脂复合涂层防腐性能的研究

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聚己内酯静电纺丝纳米纤维与环氧树脂复合涂层防腐性能的研究


近年来,静电纺丝技术在金属防腐领域应用越来越广泛。静电纺丝是一种简单且有效的合成纳米纤维的方法,通过该方的纳米纤维具有长径比和比表面积较大、孔隙率高、力学性能优异等特点。

Luo等将PCL利用静电纺丝的方式随机分布在形状记忆效应环氧树脂涂层中,80℃下加热10min,通过环氧树脂的形状记忆效应引起裂纹的闭合,同时PCL纤维的熔融流动可以修复裂纹。Dong等发现电纺聚偏二氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜可有效地保护Q345钢。纳米纤维的含量不同,形态发生改变,影响其保护性能。Zhao等用静电纺丝导电聚苯胺(PANI)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微纤维膜的防腐涂层来实现对碳钢的保护,当PANI质量分数为25%时,防腐性能最佳。相比浇铸法制备PA⁃NI/PMMA薄膜的碳钢的阻抗大3个数量级,原因在于电纺纤维膜结构更为致密。Kim等将PCL/ZnO复合涂层通过静电纺丝法覆盖在AZ31镁合金,ZnO质量分数为3%时,复合涂层的粘附性能最强,比裸镁表面有更好的细胞附着和增殖。腐蚀试验表明,电纺复合材料涂层样品的耐腐蚀性优于裸露的和仅有PCL的涂层。因此静电纺丝在防腐方面的应用越来越广泛,但对于利用静电纺丝技术制备纳米容器负载缓蚀剂来制备复合涂层的应用较少。

本研究利用静电纺丝法制备PCL和MBT的复合纳米纤维膜,旋涂环氧树脂来制备复合涂层。同时采用扫描电子显微镜、电化学性能测试等手段对其结构和性能进行了研究。

1  实验部分

1.1 实验材料

1.2 样品制备

1.2.1 PCL纳米纤维膜的制备

量取V(氯仿)∶V(丙酮)=2∶3的混合溶液,同时称不同质量的PCL、MBT加入混合溶液,搅拌后得到不同浓度和配比的溶液。调节纺丝电压15kV,接收距离18cm,将溶液进行静电纺丝。

1.2.2 电纺纤维/环氧树脂复合涂层的制备

使用电极作为静电纺丝的接受器,调节纺丝参数,控制纺丝时间大约为4min,得到表面覆盖纤维膜的电极。然后将配好的环氧溶液旋涂在具有纤维膜的电极表面,另外制备3个对比电极。第一个电极只旋涂环氧树脂,记为EP;第二个电极表面用PCL溶液静电纺丝,后旋涂环氧树脂,记为EP/PCL....


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