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1、PMMA/MMT納米復(fù)合材料耐腐蝕行為研究金屬材料工程02080105楊靜指導(dǎo)教師楊瑞成教授摘要對(duì)聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脫土（PMMA/MMT）復(fù)合材料在硫酸介質(zhì)中的腐蝕情況進(jìn)行了研究，探討了蒙脫土含量、硫酸濃度以及腐蝕時(shí)間對(duì)腐蝕速率的影響，并用FTIR、XPS、SEM和EDS對(duì)腐蝕產(chǎn)物膜進(jìn)行分析。結(jié)果表明，硫酸濃度較低且腐蝕時(shí)間較短時(shí)，含有2%~3%蒙脫土的復(fù)合材料的腐蝕速率比純聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)明顯降低；PMMA及其復(fù)合材料的腐蝕速率隨腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，隨硫酸濃度的增加而上升；硫酸濃度越高或腐蝕時(shí)間越長(zhǎng)，復(fù)合材料中蒙脫土的片層阻隔作用越不明顯
2、。PMMA與PMMA/MMT納米復(fù)合材料的腐蝕產(chǎn)物為C、H、O和S元素，對(duì)C1s、O1s和S2p峰精細(xì)掃描及分峰擬合表明，這些元素以S-O、C=O、C-O、O-H、C-H和C-C的形式存在，蒙脫土的阻隔效應(yīng)，使得復(fù)合材料中的PMMA基體降解行為減弱。關(guān)鍵詞：硫酸；腐蝕速率；聚甲基丙烯酸甲酯；蒙脫土；復(fù)合材料AbstractThispaperstudiesthecorrosionofsulphuracidinpolymethylmethacrylate/montmorillonitecompositesanddiscussestheeffectsofconce
3、ntrationandcorrosiontimeofsulfuricacidandcontentofmontmorilloniteonthecorrosionrate.ThecorrosionproductswereanalyzedbyFTIR,XPS,EDSandSEM.Theresultsshowthatthecorrosionrateofcompositescontaining2%~3%montmorilloniteislowerobviouslythanthatofpurePMMAwhentheconcentrationofsulfuricacidi
4、slowandtimeofcorrosionisshort;thecorrosionratesofbothPMMAanditscompositesdecreasewiththeincreasingofcorrosiontimebutincreasewiththeincreaseoftheconcentrationofsulfuricacid;thelongerofthecorrosiontimeorhigheroftheconcentrationofsulfuricacid,theweakerofthebarrierabilityofmontmorillon
5、itelayerincomposites.ThecorrosionproductsofbothPMMAanditsnanocompositesareC,H,OandS,XPSfinescanningandadevolutionintomultiplesubpeaksoftheC1s,O1sandS2ppeaksrevealthatallaboveelementsarepresentasS-O,C=O,C-O,O-H,C-HandC-C,andthebarriereffectofmontmorillonitelayerincompositesmakesthed
6、egradationbehaviorofPMMAweakerthanthatofpurePMMA.Keywords:sulfuricacid;corrosionrate;polymethylmethacrylate;montmorillonite;composites一、前言聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是透明性最好的聚合物材料之一，具有優(yōu)良的耐蝕性、電絕緣性和加工性能，但其硬度低，不耐刮傷，且耐熱性較差，蒙脫土的加入，實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)物和有機(jī)物在納米尺度上的復(fù)合，具有較好的耐熱性、阻燃性和力學(xué)性能，有廣闊的發(fā)展前景[1]。但PMMA原本優(yōu)良的耐蝕性能在改性前后的變
7、化情況尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。鑒于此，本文對(duì)聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脫土(PMMA/MMT)復(fù)合材料的硫酸腐蝕行為進(jìn)行研究。二、實(shí)驗(yàn)原料、方法及儀器將自制的不同MMT含量的PMMA/MMT納米復(fù)合材料切割成尺寸為20mm×30mm×6mm的試樣。采用失重法研究MMT含量、種類、硫酸濃度和腐蝕時(shí)間對(duì)PMMA腐蝕速率的影響。取3次平行試驗(yàn)的平均值作為測(cè)試結(jié)果。分別采用FTIR、XPS、EDS和SEM對(duì)腐蝕產(chǎn)物膜進(jìn)行成分和形貌分析。三、結(jié)果與討論（一）蒙脫土含量、腐蝕時(shí)間及硫酸濃度對(duì)腐蝕速率的影響由圖1可知，腐蝕時(shí)間、硫酸濃度一定時(shí)，隨著MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加（0%~4%），試
8、樣的腐蝕速率先減小后增加，MMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~3%
