利用有機-無機混成法製備金屬防蝕薄膜之研究

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Title:	利用有機-無機混成法製備金屬防蝕薄膜之研究
Authors:	陳國寧;Guo-ning Chen
Contributors:	化學工程與材料工程研究所
Keywords:	矽氧烷偶合劑;防蝕薄膜;環氧樹脂;有機無機混成;sol-gel;Cou;Epoxy resin;protection corrosion
Date:	2005-06-01
Issue Date:	2009-09-21 12:24:51 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	摘要本研究是利用溶膠-凝膠法(sol-gel)製備有機-無機混成(hybrid)金屬防蝕薄膜，主要是希望能改善有機高分子樹脂(環氧樹脂)與鋁或鋼金屬基材的接著能力，同時亦提升薄膜的緻密度，以提升有機高分子樹脂的防蝕效果。單獨使用環氧樹脂系統主要探討不同製備溫度之硬化劑(高溫與常溫)對於防蝕薄膜性質的影響。而環氧樹脂/矽氧烷偶合劑系統則是以不同製備流程－前置物法(precursor)及同時聚合法(in-situ)將矽氧烷偶合劑導入環氧樹脂當中，以製備出有機-無機混成防蝕薄膜，同時探討不同有機官能基之偶合劑(胺基(amine)與環氧基)對防蝕薄膜性質的影響。為了解不同硬化劑、矽氧烷偶合劑製備防蝕薄膜的效果與優缺點，在本實驗中分別由以下測試相互比較佐證：(1) 鹽水噴霧試驗 (Salt spray test)；(2) 百格附著力測試 (Adhesion test) ；(3) 交流阻抗分析(AC Impedance) ；(4) 開路電位(OCP)隨時間的變化；(5) 薄膜表面外觀分析(SEM)。由鹽霧試驗可比較在惡劣環境下薄膜保護金屬基材能力的優劣，附著力測試可得知薄膜與金屬間的接著效果，然而由交流阻抗分析與開路電位的量測皆可分辨出薄膜的交聯緻密度，最後由SEM可了解鹽霧試驗後薄膜表面的腐蝕形態。而本實驗期望能達到的目標為：(1) 附著力測試須通過 ASTM D 3359-95 規範；(2) 鹽霧試驗須通過 MIL-P-23377 規範；(3) 適用於多種金屬(鋁合金及碳鋼…)。由實驗結果發現環氧樹脂系統無法有效的製備出符合以上要求的防蝕薄膜，而於環氧樹脂/矽氧烷偶合劑系統中選用帶有環氧基官能基的偶合劑（KBM403）能有效的提升薄膜與金屬基材的接著力，同時於適當比例下以前置物法（環氧樹脂：偶合劑為1：0.33莫耳）與同時聚合法（環氧樹脂：偶合劑為1：0.24莫耳與1：0.33莫耳）所製備之防蝕薄膜皆能達到本實驗所預定的目標。最後將之與符合MIL-C-83286 規範的聚胺基甲酸酯樹脂(PU)塗料相互比較，由附著力、阻抗分析與耐鹽霧能力測試結果的相互印證之下，很明確的顯示本實驗所製備之防蝕薄膜對金屬基材具有優異的接著性與防腐蝕的能力。
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