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基于聚吡咯@聚多巴胺光热转换的形状记忆效应自修复涂层

耿春冬

基于聚吡咯@聚多巴胺光热转换的形状记忆效应自修复涂层

耿春冬1
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作者信息

  • 1. 中国石油大学(北京)
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摘要

光致型形状记忆自修复涂层是形状记忆自修复涂层的一种,具有局部修复、非接触、远程控制的特点。本文以环氧树脂(EP)为形状记忆基体,氮化硼纳米片层(BNNS)和石墨烯(Gr)为导热填料,聚吡咯@聚多巴胺(PPy@PDA)为光热致剂,制备了一种近红外光响应的形状记忆效应自修复涂层。 通过改变熔融碱氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)的摩尔比例探讨熔融碱对BNNS厚度的影响,并研究BNNS和Gr的用量对环氧树脂导热性的影响。结果表明,当NaOH:KOH为2:1时,得到的BNNS厚度最小,BNNS:Gr为1:4时,环氧树脂的导热系数可提高90.7%,导热性能和形状记忆效能最佳。 合成PPy@PDA时,调节PPy合成过程中Py和十二烷基苯磺酸(DBSA)的摩尔比、PPy和多巴胺(DA)复合的质量比,研究DBSA含量对PPy、PPy和DA比例对PPy@PDA光热转换性能的影响。结果表明Py:DBSA为1:8、PPy:DA为1:1时,制备的1ml/mg的PPy@PDA水溶液在3W/cm2的近红外光(NIR)照射下10分钟可升高50℃。将5wt%PPy@PDA加入到环氧树脂复合物中,样品可在短时间内回复到原始形状,回复率接近100%,自修复率高于98%。 在环氧树脂复合物中加入PPy@PDA制备光致形状记忆自修复涂层,通过塔菲尔极化曲线、线性扫描伏安曲线、电化学阻抗测试PPy@PDA含量对涂层防腐性能和自修复性能的影响,以及划痕宽度和腐蚀产物对涂层自修复性能的影响。实验证明PPy@PDA为5wt%时,涂层划防腐性能和自修复性能最佳;划痕越窄,涂层自修复后的防腐性能越好;腐蚀产物越多,涂层自修复效率越低。

关键词

自修复涂层/环氧树脂/聚吡咯/聚多巴胺/合成工艺/红外光响应/形状记忆效应

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授予学位

硕士

学科专业

材料科学与工程

导师

董玉华

学位年度

2020

学位授予单位

中国石油大学(北京)

语种

中文

中图分类号

TQ
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