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第 36 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.36, No.7
201 9 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2019

建筑用化学品
TPU/Leu 可剥离膜的防腐性能及分子动力学模拟

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李艺晨 ，张 敏 1,3* ，翁云宣 ，韩俊文 ，李成涛
（1. 陕西科技大学 陕西省轻化工助剂重点实验室，陕西 西安 710021；2. 北京工商大学 材料与机械工
程学院，北京 100048；3. 陕西科技大学 环境科学与工程学院，陕西 西安 710021）
摘要：以自制热塑性聚氨酯（TPU）、亮氨酸（Leu）为原料，制备了增容改性前、后的 TPU/Leu 防腐蚀可剥离
膜 TPU/Leu-1（未改性）、TPU/Leu-2（KH-560 改性）、TPU/Leu-3（环氧树脂 E44 改性）。通过 Tafel 极化曲线、
电化学阻抗谱（EIS）和耐盐水加速实验评价了可剥离膜的防腐蚀性能；利用分子动力学（MD）模拟方法，对
腐蚀粒子的扩散行为和 3 种 TPU/Leu 可剥离膜的防腐效果进行了考察。结果表明，加入增容剂 KH-560、E44
后，溶度参数（δ）和内聚能密度（CED）增大。径向分布函数（RDF）结果表明，可剥离膜组分与增容剂之间
的作用力主要包括氢键作用和静电吸附，KH-560 及 E44 对 TPU/Leu 可剥离膜具有显著的增容效果。TPU/Leu-1
的腐蚀电位为–0.430 V，而 TPU/Leu-2 和 TPU/Leu-3 分别升至–0.320 和–0.348 V。MD 模拟扩散结果表明，添加
增容剂后，自扩散性能及扩散系数（D）均下降，且自由体积分数（FFV）大小顺序为：FFV H 2 O(TPU/Leu-2) ＜
FFV H 2 O(TPU/Leu-3) ＜FFV H 2 O(TPU/Leu-1) ，FFV Cl (TPU/Leu-2) ＜FFV Cl (TPU/Leu-3) ＜FFV Cl (TPU/Leu-1) 。说明可剥离膜对扩散行为产
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生抑制，KH-560 改性的 TPU/Leu-2 抑制效果最为明显。
关键词：热塑性聚氨酯；亮氨酸；扩散行为；自由体积分数；防腐机理；建筑用化学品
中图分类号：TQ32, O639 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 07-1467-09

Anticorrosion Performance and Molecular Dynamics
Simulation of TPU/Leu Strippable Films

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LI Yi-chen , ZHANG Min 1,3* , WENG Yun-xuan , HAN Jun-wen , LI Cheng-tao
（1. Shaanxi Key Laboratory of Chemical Additives for Industry, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021,
Shaanxi, China; 2. School of Materials and Mechanical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing
100048, China; 3. College of Environmental Science and Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an
710021, Shaanxi, China）
Abstract: A series of thermoplastic polyurethane (TPU)/leucine (Leu) anticorrosion strippable films,
TPU/Leu-1 (Unmodified), TPU/Leu-2 (KH-560 modification), TPU/Leu-3 (E44 modification) before and
after compatibilization modification were prepared. The anticorrosion resistance performances of films
were investigated by salt water test, tafel polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy
(EIS). The diffusion behavior of corrosive particles and the anticorrosion action of three kinds of TPU/Leu
anticorrosive strippable films were studied by molecular dynamics simulation method. The results showed
that the solubility parameter (δ) and the cohesive energy density (CED) of system increased after adding
compatibilizer KH-560 and E44. The radial distribution function (RDF) results showed that the interaction
force between components of strippable films and compatibilizers was hydrogen bonding and electrostatic
adsorption. KH-560 and E44 can play an important role in improving compatibility of TPU/Leu strippable
films. The corrosion potential of TPU/Leu-1 was –0.430V, while that of TPU/Leu-2 and TPU/Leu-3
increased to –0.320 V and –0.348 V, respectively. The diffusion of MD simulation results showed that the

收稿日期：2018-06-13; 定用日期：2019-02-25; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180436
基金项目：咸阳市科学技术研究计划项目（2016K02-19）；塑料卫生与安全质量评价技术北京市重点实验室（北京工商大学）开放基
金（TQETJP2018004）
作者简介：李艺晨（1993—），女，硕士生，E-mail：326926503@qq.com。联系人：张 敏(1958—)，女，教授，电话：13679128246，
E-mail：yanjiushi206@163.com。