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·1468·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 addition  of  compatibilizers  made  the  self  diffusion  performance  and  diffusion  coefficient  (D)  of  films
                 decline.  Meanwhile,  the order of free volume  fraction  (FFV) was: FFV H O (TPU/Leu-2)＜FFV H O (TPU/Leu-3)＜
                                                                              2              2
                 FFV H O  (TPU/Leu-1),  FFV Cl (TPU/Leu-2) ＜FFV Cl (TPU/Leu-3) ＜FFV Cl (TPU/Leu-1),  indicating  that  the  strippable  films
                                     -
                                                                 -
                                                   -
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                 could inhibit the diffusion behavior, especially, the inhibition effect of KH-560 modified TPU/Leu-2 was
                 the most obvious.
                 Key  words:  thermoplastic  polyurethane;  leucine; diffusion  behavior;  free volume  fraction;  anticorrosion
                 mechanism; building chemicals

                                                       [1]
                 腐蚀是由于金属材料与环境之间发生反应 而                          公司；JC 2000C  型接触角测定仪，北京中仪远大科
            导致材料性能受损的现象            [2-3] 。通常是一种不可逆转            技公司；PARSTATMC 型电化学工作站，美国 Ametek
                   [4]
                                           [5]
            的过程 ，也是一个世界性的难题 ，因腐蚀造成的                            公司；铂网格和饱和甘汞电极，南京科环分析仪器
                                        [6]
            资源浪费和经济损失不可小视 ，其对生态环境和                             有限公司；Materials Studio 7.0（MS）版分子模拟软
                                    [7]
            生产生活产生了巨大威胁 。防腐蚀可剥离膜的研                             件，Accelrys 公司。
            发在一定程度上缓解了腐蚀带来的严重影响。研究                             1.2   制备
            者对于可剥离膜的防腐蚀机理已经进行了大量研究                             1.2.1    可剥离膜的制备
            并给出了宏观的合理解释，但微观水平上的机理仍                                 按 m(TPU)/m(Leu)=4 进行共混，分别添加 1%~
            需进一步探索。                                            5%（以 TPU 质量为基准，下同）的增容剂 KH-560
                 在科技高速发展的今天，随着相关软硬件的成                          和 E44，其中根据正交实验结果得出 3%时性能最
            熟和理论的不断完善，计算机技术已成为探究聚合                             佳，以下实验均以 3%的添加量为准进行讨论。将
            物界面作用及腐蚀机理的有效手段。分子动力学                              TPU 和 Leu 置于 SK-160 双辊开放式混炼机预热 3 min
            （MD）模拟是其中的一种重要模拟方法                   [8-9] ，可以     后开始塑炼，均匀包辊后，分别加入 KH-560 和 E44
            通过计算机模拟出复杂体系随着时间变化的过程，                             混炼 5~8  min，制备 KH-560 和 E44 改性前、后
            为微观尺度内的作用提供理论基础，可通过数理统                             TPU/Leu 可剥离膜，分别记为 TPU/Leu-1（未改性）、
            计方法探究聚合物宏观性质和微观性质之间的相关                             TPU/Leu-2（3% KH-560 改性）和 TPU/Leu-3（3% E44
            性 [10-11] 。MD 模拟已经广泛应用于众多领域，利用                     改性）。
            MD 方法来辅助解决高分子材料相关问题的例子不                            1.2.2    钢片前处理
            胜枚举    [12-14] 。在防腐蚀领域中，国内外许多研究都                       使用砂纸对钢片表面进行抛光打磨，之后用自
            曾利用 MD 技术对聚合物膜、缓蚀剂膜等体系中小                           来水冲洗钢片表面，再用去离子水冲洗，然后用丙
            分子扩散的微观机理进行探索             [15] ，但运用 MD 研究腐         酮冲洗，将钢片擦拭干净，干燥后，备用。将可剥
            蚀粒子在聚合物膜体系中的扩散过程还鲜见报道。                             离膜材料高温熔融后涂覆于钢片表面，干燥成膜后
                 为了更加深入地研究可剥离膜在微观上的作用                          用质量比为 3∶1 的石蜡和松香混合物对涂覆在钢
            机理，本文以热塑性聚氨酯（TPU）为基材，亮氨                            片上的涂层试样进行封边。
            酸（Leu）为防腐蚀填料，制备了 TPU/Leu-1 防腐蚀                     1.3    分析与测试
            可剥离膜，通过硅烷偶联剂 KH-560 和环氧树脂 E44                      1.3.1    扫描电子显微镜测试
            进行增容改性，制备了 TPU/Leu-2 和 TPU/Leu-3 可                     将制备的 TPU/Leu 复合材料喷金后用扫描电子
            剥离膜，运用 MD 对体系界面相容性进行了模拟研                           显微镜观测表面形貌。
            究。通过电化学测试考察了可剥离膜的耐腐蚀性，结                            1.3.2    水接触角测试
            合 MD 技术从分子尺度探究了腐蚀粒子在可剥离膜                               使用接触角测量仪进行接触角测定，蒸馏水作
            中的扩散行为，进一步探究了可剥离膜的防腐机理。                            为测试介质滴在复合材料表面上，测试时水滴体积
                                                               为 5 L。
            1    实验部分
                                                               1.3.3    电化学测试

            1.1    试剂与仪器                                           使用电化学工作站，采用三电极系统进行电化
                 TPU，自制    [16] ； Leu，AR，上海阿拉丁试剂有              学测试。涂层钢片作为工作电极，反电极和参比电
            限公司；KH-560，AR，河南恒协化工制品销售有限                         极分别采用铂网格和饱和甘汞电极。测试温度为室
            公司；E44，AR，无锡树脂厂。                                   温，测试前先将钢片置于质量分数 3.5%的 NaCl 溶
                 FEI Q45 型扫描电子显微镜（SEM），美国 FEI                  液中浸泡 3  h，在 10  mV 左右开路电位、信号频率
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