纳米填料对功能涂料性能的改善
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功能涂料的主要性能
• 物理性能：耐刮伤性、硬度、附着力、柔韧 性等。 • 特殊性能：热阻隔性、导电性、抗腐蚀性等。
热阻隔涂料的机理
• 红外辐射：过渡金属 氧化物等 • 低导热系数：PS泡沫、 空心玻璃微珠等
Fe2O3
MnO2
CuO
Co2O3
样例保温性能
1
2 3 4
20
40 60 80
80
60 40 20
热阻隔性能的提升
TGA results of neat Boltorn H30, Boltorn H30 with different Na+MMT loadings and neat Na+MMT in (a) nitrogen atmosphere and (b) oxygen atmosphere. The legend in a is valid for both thermograms.
10
10 10 10
10
10 10 10
1 2 3 4
70
T/ C
o
65 60 55 50 45 40 35 30 25 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Time/min
纳米蒙脱土（Na+MMT)的应用
A：Boltorn H30 B：HMMM
TEM micrographs showing Boltorn H30 coatings with (a) 1 and (b) 3 wt % Na+MMT.
纳米MO和CSA在防腐涂料中的应用 • 第一种：MO-PANI/COPU，掺杂着聚苯胺 （PANI）的纳米结构的甲基橙（MO）分散 在蓖麻油聚氨酯（COPU）中。 • 第二种：CSA-PNA/LOPU，掺杂着肽核酸 （PNA）的纳米结构的D-10樟脑磺酸 （CSA）分散在亚麻油聚氨酯中。
TEM micrographs of (a) 2.0-MO-PANI/COPU and (b) 2.0-CSA-PNA/LOPU.
总结 • 第一个材料中的纳米蒙脱土在纳米级上为片 状结构，可以插入到超支化分子树枝状链之 间，从而起到更好的阻隔效果。 • 第二个材料中的掺杂剂由于其纳米级的结构 在树脂中分散更为均匀，一方面更好的起到 静电排斥作用，一方面更易于钝化层的形成 和稳定。
Thank you～～
抗腐蚀性分析 • 然而PNA中一个额外稠环的存在有助于增加 极性，同样聚合物涂层和金属基板之间静电 相互作用造成了较PANI的优越的抗腐蚀性。 钝化氧化膜的强度也取决于掺杂剂的尺寸和 导电性以及导电聚合物在模型中的分散性。 随着分散剂在树脂中分散更均匀，有助具有 良好粘附性、均一、密集、持续钝化的膜的 形成，这将阻碍腐蚀性离子向金属基板的渗 透和抑制腐蚀性种类对MS的攻击。
基本物理性能的提升
热阻隔性能的提升
DMA results showing (a) storage modulus vs temperature, and (b) tan δ vs temperature, of Boltorn H30 coatinຫໍສະໝຸດ Baidus with 0, 1, and 3 wt % Na+MMT.
抗腐蚀性分析 • 保护作用的机理来自于带负电荷的掺杂剂基 团在PANI薄膜中的存在（静电排斥），阻 止了大腐蚀离子对金属表面的渗透。从结构 的角度来看，薄膜的内部部分邻近金属表面， 被紧凑型氧化亚铁/掺杂剂复合层所控制， 只要导电高分子具有在金属-涂层界面进行 不断的电荷转移反应，在金属-涂层界面就 会形成一个密集和紧凑氧化亚铁/掺杂剂复 合层作为钝化保护层。
基本物理性能的提升
Physico-mechanical properties of MO-PANI/COPU and CSAPNA/LOPU composite coatings.
抗腐蚀性的增加
抗腐蚀性的增加
Corrosion rate of MO-PANI/COPU and CSA-PNA/LOPU composite coatings in (a) 5% HCl, (b) 5% NaOH and (c) 3.5% NaCl.
• 物理性能：耐刮伤性、硬度、附着力、柔韧 性等。 • 特殊性能：热阻隔性、导电性、抗腐蚀性等。
热阻隔涂料的机理
• 红外辐射：过渡金属 氧化物等 • 低导热系数：PS泡沫、 空心玻璃微珠等
Fe2O3
MnO2
CuO
Co2O3
样例保温性能
1
2 3 4
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60 40 20
热阻隔性能的提升
TGA results of neat Boltorn H30, Boltorn H30 with different Na+MMT loadings and neat Na+MMT in (a) nitrogen atmosphere and (b) oxygen atmosphere. The legend in a is valid for both thermograms.
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T/ C
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纳米蒙脱土（Na+MMT)的应用
A：Boltorn H30 B：HMMM
TEM micrographs showing Boltorn H30 coatings with (a) 1 and (b) 3 wt % Na+MMT.
纳米MO和CSA在防腐涂料中的应用 • 第一种：MO-PANI/COPU，掺杂着聚苯胺 （PANI）的纳米结构的甲基橙（MO）分散 在蓖麻油聚氨酯（COPU）中。 • 第二种：CSA-PNA/LOPU，掺杂着肽核酸 （PNA）的纳米结构的D-10樟脑磺酸 （CSA）分散在亚麻油聚氨酯中。
TEM micrographs of (a) 2.0-MO-PANI/COPU and (b) 2.0-CSA-PNA/LOPU.
总结 • 第一个材料中的纳米蒙脱土在纳米级上为片 状结构，可以插入到超支化分子树枝状链之 间，从而起到更好的阻隔效果。 • 第二个材料中的掺杂剂由于其纳米级的结构 在树脂中分散更为均匀，一方面更好的起到 静电排斥作用，一方面更易于钝化层的形成 和稳定。
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抗腐蚀性分析 • 然而PNA中一个额外稠环的存在有助于增加 极性，同样聚合物涂层和金属基板之间静电 相互作用造成了较PANI的优越的抗腐蚀性。 钝化氧化膜的强度也取决于掺杂剂的尺寸和 导电性以及导电聚合物在模型中的分散性。 随着分散剂在树脂中分散更均匀，有助具有 良好粘附性、均一、密集、持续钝化的膜的 形成，这将阻碍腐蚀性离子向金属基板的渗 透和抑制腐蚀性种类对MS的攻击。
基本物理性能的提升
热阻隔性能的提升
DMA results showing (a) storage modulus vs temperature, and (b) tan δ vs temperature, of Boltorn H30 coatinຫໍສະໝຸດ Baidus with 0, 1, and 3 wt % Na+MMT.
抗腐蚀性分析 • 保护作用的机理来自于带负电荷的掺杂剂基 团在PANI薄膜中的存在（静电排斥），阻 止了大腐蚀离子对金属表面的渗透。从结构 的角度来看，薄膜的内部部分邻近金属表面， 被紧凑型氧化亚铁/掺杂剂复合层所控制， 只要导电高分子具有在金属-涂层界面进行 不断的电荷转移反应，在金属-涂层界面就 会形成一个密集和紧凑氧化亚铁/掺杂剂复 合层作为钝化保护层。
基本物理性能的提升
Physico-mechanical properties of MO-PANI/COPU and CSAPNA/LOPU composite coatings.
抗腐蚀性的增加
抗腐蚀性的增加
Corrosion rate of MO-PANI/COPU and CSA-PNA/LOPU composite coatings in (a) 5% HCl, (b) 5% NaOH and (c) 3.5% NaCl.