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·1470· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
半径和阻抗值最小，而 TPU/Leu-2 可剥离膜的容抗 TPU/Leu-2＞TPU/Leu-3＞TPU/Leu-1，说明增容剂
弧半径和阻抗值最大。TPU/Leu-1 的 Nyquist 曲线出 的引入对于可剥离膜各组分之间的相容性有一定的
现一个半圆，呈现出一个时间常数的特征，这意味 促进作用，进而影响其耐腐蚀性。
着腐蚀粒子已经渗透到涂层 [19] ，通过孔隙扩散，开
始发生腐蚀。TPU/Leu-2 和 TPU/Leu-3 的 Nyquist
图只出现了部分容抗弧，说明涂层有效阻挡了腐蚀
性粒子的攻击。在质量分数 3.5%的 NaCl 溶液中，
由于使用 KH-560 改性后，TPU/Leu 复合涂层相容
性提高，相互作用力增强，使得涂层更加均匀致密，
腐蚀粒子渗入涂层的时间较长，腐蚀阻力较大 [20] ，
防腐性能最优。
a—TPU/Leu-1；b—TPU/Leu-2；c—TPU/Leu-3
图 4 3 种可剥离膜在质量分数 3.5% NaCl 溶液中 30 d 的
耐盐水加速实验照片
Fig. 4 Photos of three strippable films in accelerated test
of mass fraction 3.5% NaCl solution after 30 days
2.6 可剥离膜的 MD 模拟
2.6.1 复合体系结构模型
为了进一步验证增容剂对可剥离体系相容性及
耐腐蚀性能的影响，采用 MD 模拟对改性前后的 3
种体系进行模拟研究。
在 403 K、标准大气压下，采用 Modules 模块
图 3 3 种可剥离膜在质量分数 3.5% NaCl 溶液中浸泡 3 h
后的 Nyquist 图 中 Amorphous Cell 单元 Construction 构建不同聚合
Fig. 3 Nyquist diagrams of three strippable films in mass 度的纯物质 TPU 以及复合材料 TPU/Leu(a)、TPU/
fraction 3.5% NaCl solution after 3 hours Leu/KH560(b)、TPU/Leu/E44(c)3 种无定型分子链模
型，如图 5 所示。图中的球棍模型分子链代表
2.5 可剥离膜的耐盐实验
TPU/Leu-1、TPU/Leu-2、TPU/Leu-3。其中，灰色
图 4 为 3 种可剥离膜在质量分数 3.5%的 NaCl
代表 C 原子，白色代表 H 原子，红色代表 O 原子，
溶液中浸泡 30 d 后的腐蚀照片，A 组代表腐蚀前，B
蓝色代表 N 原子，黄色代表 Si 原子。
组为腐蚀后。对比可以看出，TPU/Leu-1（图 4B 中
a）可剥离膜发生了严重的腐蚀现象，划痕周围出现
大量锈斑并向涂层内部延伸，对涂层与金属基材的
粘附力造成破坏，涂层已经基本失效。TPU/Leu-3
（图 4B 中 c）可剥离膜相比于 TPU/Leu-1，划痕处
的腐蚀现象明显减少，但也出现小面积的锈斑，并
观察到腐蚀延伸至涂层内部，导致涂层与金属基材 a—TPU/Leu-1；b—TPU/Leu-2；c—TPU/Leu-3
逐渐脱离，使涂层失效。TPU/Leu-2（图 4B 中 b） 图 5 3 种可剥离膜的分子模拟结构模型
Fig. 5 Simulating molecular structures of three strippable films
可剥离膜表面完整，未发生明显腐蚀，无腐蚀斑点，
无延伸现象。这是由于 KH-560 的加入提高了材料 2.6.2 体系平衡
的界面相容性，增强了涂层与金属基材之间的粘附 模拟体系达到平衡状态是 MD 模拟得到准确数
力，阻挡了溶液的渗透和腐蚀粒子的扩散。 据的一个前提条件，只有体系平衡才能得到该体系
通过质量分数 3.5%的 NaCl 溶液加速实验 45 d 准确的性质。一般来说，当体系温度和能量达到或
后的结果可知，TPU/Leu-2 可剥离膜耐腐蚀效果最 接近平衡状态，即温度或能量在某一个恒定值附近
佳，TPU/Leu-3 可剥离膜耐质量分数 3.5%的 NaCl 波动且波动幅度较小时，可以认为该体系达到平衡。
腐蚀破坏的能力次之，出现小面积腐蚀，TPU/Leu-1 图 6 为 T=403 K 的 NVT（恒定体积恒定温度）系统
可剥离膜防腐性能最差。 条件下，运行 500 ps MD 模拟时体系温度随时间变
综合以上各项测试结果可得，改性前后的 3 种 化的曲线。可以看出，随着时间推移，温度的波动
TPU/Leu 可 剥离膜中， 防腐性能的 优劣排序 为 范围逐渐变小，体系平衡温度接近 403 K。图 7 为
