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金属腐蚀对世界工业设施的各个方面造成了巨大的经济和环境影响。其对公共安全造成了严重破坏和巨大威胁,由它造成的操作停工、设备损坏也增加了额外的维修和更换费用。众多防护手段中,有机涂层能够隔绝金属和腐蚀环境,并阻止与腐蚀相关的离子迁移和电子传递而广泛应用于各种腐蚀环境中的金属表面。聚苯并噁嗪作为一种新型树脂,具有低吸水量、低表面自由能、固化时体积收缩率小以及优异的电绝缘性等特点,使其具有超越传统环氧及酚醛树脂并作为良好的防腐蚀涂层材料应用的巨大潜力。因此,本文首次将本征疏水而又具有良好基体附着力的新型硅烷官能化聚苯并噁嗪(PB-TMOS)引入到防腐蚀领域,并对一系列基于PB-TMOS的新型复合材料的性能进行了考察。首先,我们通过浸涂和热固化的方法在低碳钢(MS)表面制备了PB-TMOS涂层。采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR),固态核磁共振光谱(29Si NMR),静态接触角测试,电化学测试以及热重分析对涂层的性能进行了考察。结果表明,PB-TMOS涂层具有良好的基体附着力和表面疏水性,并因其具有聚苯并噁嗪和Si-O-Si组成的双交联网络结构而表现出优异的防腐蚀性能。PB-TMOS涂覆样品的腐蚀速率(CR)可达6.80×10-3mm年-1,较之空白MS样品(3.43×10-2mm年-1)降低了5倍。其次,为进一步提高PB-TMOS涂层的防腐蚀性能,将纳米SiO2粒子掺杂到PB-TMOS涂层中,制备一系列PB-TMOS/SiO2纳米复合涂层。通过电化学方法研究了纳米SiO2粒子添加量对复合涂层防腐蚀性能的影响,并采用FTIR,的29Si NMR和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对纳米SiO2粒子的表面化学变化及其对涂层形貌的影响进行了考察。结果表明,SiO2纳米粒子可与PB-TMOS通过共价键相连接并提高PB-TMOS涂层的防腐蚀性能。纳米SiO2粒子能大幅提高涂层的屏蔽性能,并通过在金属/涂层界面形成Fe-硅酸盐钝化层来发挥阳极保护作用。在纳米SiO2粒子添加量为1-5wt%的测试范围内,以上两方面的协同作用使复合体系的防腐蚀性能随纳米粒子添加量的增大而增大。对于添加有5wt%纳米SiO2粒子的PB-TMOS样品,其腐蚀速率(3.43×10-4mm年-1)较PB-TMOS样品和空白MS样品分别降低了5倍和2个数量级。再次,在PB-TMOS中引入了两种类型的纳米粘土(Nanocor公司的Nanomer I.44P和I.30P)以期增强复合体系的屏蔽能力,考察了不同添加量下复合体系的微观形貌和防腐蚀性能。结果表明,以二甲基十八烷基季铵盐改性过的I.44P型纳米粘土在引入PB-TMOS后,其层间距被扩大,并使复合体系具有稳定的插层结构,显著提高PB-TMOS的防腐蚀性能。这是由于I.44P具有对防腐蚀有利的径厚比以及分散取向。而通过十八烷基季铵盐改性的I.30P型纳米粘土在复合体系中其层状结构被剥离并呈现随机分散状态,致使I.30P对复合体系屏蔽能力和防腐蚀性能的增强作用明显弱于I.44P。对于含有3wt%I.44P的复合样品,其腐蚀速率(4.03×10-6mm年-1)较PB-TMOS和空白MS样品分别降低了3和4个数量级。最后,利用环氧树脂环氧基团与苯并噁嗪开环产生的酚羟基之间的反应,为PB-TMOS复合体系引入了额外的交联质点。在不损失涂层疏水性能的前提下,研究了PB-TMOS与环氧树脂(E-51)共聚涂层(PBE)的防腐蚀性能。通过FTIR对PBE复合体系的结构信息进行了表征。结果表明,PBE中PB-TMOS/E-51的配比(100/0-20/80)显著影响涂层的致密性及氢键网络结构,从而决定涂层的疏水性和防腐蚀性能。在PB-TMOS与E-51配比为30/70时,样品的防腐蚀性能达到最优,与PB-TMOS和空白MS相比,其腐蚀速率(1.46×10-4mm年-1)分别降低了1和2个数量级。