模拟青铜文物材料表面超疏水膜的制备工艺及性能评价

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peterchill
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青铜文物具有重要的历史价值、艺术价值和科学价值,但由于外界环境的影响,使其面临严重的腐蚀问题,因此建立合理有效的防护方法具有重要的意义。超疏水技术以有效防水防污的特点在多种领域受到广泛关注,若能将此技术运用在青铜表面,会显著提升青铜的耐腐蚀性能。本文通过分子自组装技术,研究在不同锈层的青铜模拟试片表面制备3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)和正辛基三乙氧基硅烷(OS)复合膜的工艺,同时采用接触角测量仪评价试片表面湿润性,并通过傅里叶变换红外光谱和扫描电镜等分析技术,对复合膜表面的形貌特征和结构特点进行了表征和分析,最后利用电化学方法考察了覆膜前后试片的耐腐蚀性能。  研究表明,通过先将MPTS作为缓蚀剂增加试片表面的活性基团,再自组装OS溶液,可在试片表面构建超疏水表面;自组装后试片表面的接触角显著提高,无论是在无锈,氧化亚铜锈以及粉状锈试片表面,都具有超疏水性,可有效减少水滴与试片的接触,最佳静态接触角为157.3°。红外光谱及扫描电镜显示,两种硅烷试剂水解后与试片表面结合,形成的球状结构物体覆盖试片表面,即使是粉状锈的点蚀坑中也制备出复合结构,从而降低其表面自由能。采用电化学阻抗谱和极化曲线,对经过自组装后的电极在腐蚀介质(0.3%NaCl溶液)中的耐腐蚀性能进行评价,结果表明,经自组装后,试片的腐蚀电流密度降低,同时腐蚀电位升高,证明复合膜具有良好的耐腐蚀性能,缓蚀效率高于95%。综上所述经自组装后,复合膜在试片表面形成一层保护膜,有效地隔绝试片与腐蚀介质的接触,使其具有超疏水性的同时,提高了其耐腐蚀性能。
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