聚合物系统的吸收湿度和机械降解,这些聚合物系统与层叠的双氧化物颗粒相结合
Stanislav Stankevich1, Daiva Zeleniakiene2, Jevgenijs Sevcenko1
1Institute for Mechanics of Materials, University of Latvia, Jelgavas St. 3, LV-1004 Riga, Latvia.
Polymers
|December 17, 2024
概括
这项研究检查了以环氧基涂料为基础的涂料,其中含有层叠的双氧化物 (LDH) 纳米粒子. 结果显示,水分吸收因温度和盐度而异,影响机械性能,如最终强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 腐蚀工程 腐蚀工程
背景情况:
- 基于环氧的聚合物系统对于多层防腐蚀涂层至关重要.
- 了解吸收水分和机械降解对于涂层性能至关重要.
- 层状双氧化物 (LDH) 纳米粒子为增强材料性能提供了潜力.
研究的目的:
- 为了研究Mg-Al/NO3层叠双氧化物 (LDH) 纳米颗粒对环氧基聚合物系统的影响.
- 在各种环境条件下 (温度,盐度) 分析吸水特性.
- 为了评估这些纳米复合材料在接触水后的机械降解.
主要方法:
- 使用不同的分散技术制备环氧/LDH纳米复合材料.
- 基于菲克扩散定律的吸附模型的开发,使用有限差异方法解决.
- 在受控条件下对吸收水分和机械性能 (弹性模量,最终强度) 的实验测量.
主要成果:
- 在热水中平衡水分增加了50%,但在盐溶液中降低了多达两倍.
- 与室温相比,热水中的湿度扩散系数增加了多达四倍.
- 虽然在暴露在水中后弹性模量保持不变,但最终强度下降了10-15%,特别是在具有5重%LDH的样本中.
结论:
- 开发的数值模型准确地预测了复杂的聚合物系统中的水分分布.
- 环境因素显著影响环氧/LDH纳米复合材料的水分吸收.
- 在暴露在水中时,LDH纳米颗粒可以影响环氧涂料的机械完整性,需要谨慎的配方.
