聚合物膜应用于铝及铝合金防腐蚀的研究现状及发展
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一、市场概述铝塑膜是一种常用的包装材料,具有轻便、防潮、防氧化等优点,广泛应用于食品、医药、化工等行业。
2024年,铝塑膜行业总产值达到XX亿元,同比增长X%。
随着消费者对包装品质要求的提高,铝塑膜市场将继续保持良好的发展势头。
二、市场分析1.需求分析食品和医药行业是铝塑膜的主要应用领域。
随着人们生活水平的提高,对食品和药品包装的要求也逐渐增加。
铝塑膜包装能更好地保持食品和药品的新鲜和质量,因此在这两个行业的需求持续稳定增长。
2.技术分析铝塑膜行业技术的不断创新对市场发展起着重要的推动作用。
一方面,技术进步使得铝塑膜的品质更高、性能更稳定,提高了包装的安全性和产品质量;另一方面,技术创新也使得铝塑膜的生产成本降低,促进了产品的竞争力。
3.竞争格局目前,铝塑膜行业竞争激烈,市场上存在着大量的铝塑膜生产企业。
虽然市场规模较大,但是产品同质化问题严重,企业竞争主要以价格为主。
在这种情况下,企业需要寻找差异化竞争的发展策略,提高产品的附加值。
三、行业发展趋势1.持续创新随着科技的发展,新材料、新技术不断涌现,对铝塑膜行业的发展提供了良好的机遇。
企业应持续投入研发,加强技术创新,推出更加符合市场需求的铝塑膜产品。
2.环保意识增强随着全球环保意识的提高,环保包装也成为一个重要趋势。
铝塑膜作为一种可回收利用的包装材料,在环保潮流下将受到更多的青睐。
3.品牌建设在竞争激烈的市场中,建立品牌形象是企业立足的重要基础。
通过品牌建设,企业可以提高产品的价值和认可度,增加市场份额。
四、投资机会与风险1.投资机会随着铝塑膜行业的发展,存在着一些投资机会,如投资新材料研发、生产设备升级、市场拓展等。
2.投资风险铝塑膜行业的发展也伴随着一定的投资风险。
市场竞争激烈,产品同质化严重,加上原材料价格上涨和环保压力增大等因素,都可能对企业的盈利能力产生影响。
投资者需要谨慎评估风险和利益。
总结:2024年铝塑膜行业总体呈现良好的发展态势。
铝镁合金防腐涂层在现代工业和日常生活中,铝镁合金因其优异的性能,如低密度、高强度、良好的导热性和导电性等,被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等众多领域。
然而,铝镁合金在某些环境中容易受到腐蚀,这就使得防腐涂层的应用变得至关重要。
铝镁合金的腐蚀问题主要源于其化学性质的活泼性。
在潮湿的空气中,铝镁合金表面容易形成氧化膜,但这种氧化膜往往不够致密,无法有效阻挡外界腐蚀性物质的侵入。
例如,在含有氯离子的环境中,铝镁合金很容易发生点蚀,从而影响其性能和使用寿命。
为了解决铝镁合金的腐蚀问题,防腐涂层应运而生。
防腐涂层就像是一层保护铠甲,能够将铝镁合金与外界腐蚀性环境隔离开来,从而达到防腐的目的。
目前,常见的铝镁合金防腐涂层主要包括有机涂层、无机涂层和复合涂层三大类。
有机涂层是应用较为广泛的一类防腐涂层。
常见的有机涂层材料有环氧树脂、聚氨酯、聚酯等。
这些有机涂层具有良好的柔韧性和耐冲击性,能够有效地覆盖铝镁合金表面的微小缺陷和缝隙。
同时,它们还可以通过添加防锈颜料、缓蚀剂等功能性添加剂来提高防腐性能。
例如,添加了锌粉的有机富锌涂层,能够通过电化学保护作用进一步增强对铝镁合金的防护效果。
无机涂层则具有更高的硬度和耐高温性能。
常见的无机涂层有陶瓷涂层、热喷涂涂层等。
陶瓷涂层如氧化铝、氧化锆等,具有良好的化学稳定性和耐磨性,能够在恶劣的环境中为铝镁合金提供有效的防护。
热喷涂涂层则通过将金属或陶瓷材料加热至熔融或半熔融状态,并高速喷射到铝镁合金表面形成涂层,这种涂层与基体的结合强度较高,能够有效抵抗腐蚀和磨损。
复合涂层则结合了有机涂层和无机涂层的优点,具有更加优异的防腐性能。
例如,将有机涂层作为底层,提供良好的附着力和柔韧性,再在表面覆盖一层无机涂层,提高涂层的硬度和耐腐蚀性。
这种复合结构能够充分发挥两种涂层材料的优势,为铝镁合金提供更全面、更持久的防护。
在选择铝镁合金防腐涂层时,需要考虑多个因素。
首先是使用环境,不同的环境对涂层的性能要求不同。
聚合物的现状及未来五至十年发展前景聚合物是一种重要的化学物质,广泛应用于各个领域。
它们由许多单体分子通过化学键连接而成,具有高分子量、可塑性和可定制性等特性。
聚合物在塑料、橡胶、纺织品、电子产品、医疗器械等行业中起着重要作用,并不断推动着人类社会的发展。
目前,聚合物行业正处于快速发展的阶段。
随着科技的进步和创新的不断涌现,新型聚合物材料不断问世,为各个行业带来了巨大的变革。
例如,高分子材料在汽车工业中的应用已经从外部零部件扩展到汽车内饰、结构件和电池等重要部分。
这些新材料具有更好的强度、耐热性和耐腐蚀性能,使得汽车更加安全、环保和舒适。
在未来的五至十年内,聚合物行业将迎来更广阔的发展前景。
首先,随着人们对环境保护意识的增强,可持续发展的要求将成为聚合物行业的重要导向。
相对于传统材料,聚合物材料在生产、使用和处理环节上都具有较低的能耗和排放。
因此,研发更环保、可降解的聚合物材料将成为未来的重点。
这些材料可以用于替代传统塑料,减少对环境的污染,并推动可持续发展的进程。
其次,随着人们对生活品质要求的提高,聚合物材料在医疗器械、电子产品等领域的应用将不断扩展。
例如,可生物降解的聚合物材料可以用于制造医用缝合线、植入式器械等,减少对患者的刺激和不适。
此外,柔性的聚合物材料也能够应用于可穿戴设备、柔性电子产品等领域,提供更舒适和便捷的使用体验。
最后,聚合物材料的研发和应用将不断受到科技创新的推动。
新型材料和制造技术的不断涌现,将带来更多的材料选择和加工方式。
例如,3D打印技术的发展使得聚合物制品的定制化生产成为可能,为各个行业提供了更大的发展空间。
此外,纳米技术、材料科学等领域的突破也将进一步推动聚合物材料的创新和应用。
综上所述,聚合物行业在当前已经取得了巨大的成就,未来五至十年的发展前景也十分广阔。
聚合物材料的环保性、可降解性、舒适性和定制性将成为未来发展的重点方向。
同时,科技创新将不断推动聚合物材料的研发和应用,为各个行业带来更多的机遇和发展空间。
铝及铝合金阳极氧化的发展现状陈晶;成阳;陈东琛;姜志平【摘要】铝及铝合金阳极氧化技术能够提高基体表面的硬度、耐蚀性和耐磨性等,不同酸性工艺条件下能够得到不同性能的阳极氧化膜层.介绍了典型的铝合金阳极氧化技术,并对阳极氧化技术的特点进行了分析,对铝阳极氧化技术最近所取得的进展进行了总结,对开展新工艺研究、改善阳极氧化膜层质量提供参考.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P44-46)【关键词】铝合金;阳极氧化;阳极氧化膜层【作者】陈晶;成阳;陈东琛;姜志平【作者单位】航空工业江西洪都航空工业股份有限公司,江西南昌330000;航空工业江西洪都航空工业股份有限公司,江西南昌330000;航空工业江西洪都航空工业股份有限公司,江西南昌330000;航空工业江西洪都航空工业股份有限公司,江西南昌330000【正文语种】中文0 引言铝有“二十世纪的金属”之称,它的比重较小,仅为2.702。
铝是非常活泼的金属,在空气中自然生成一层Al2O3·H2O或Al2O3氧化膜,其厚度约为0.01um-0.015um,可以保护铝基体在中性和弱酸性环境中不再进一步被腐蚀,起到一定的防护作用。
但对于稍微苛刻的环境下,这种在空气中自然形成的膜,就无法有效的保护铝基体了。
基于铝及铝合金材料的使用环境、安全防护,对其进行表面处理是工业生产中常用的工艺手段,铝及铝合金表面处理后将很大程度提高其使用性能,尤其是抗腐蚀性能。
在各种铝及铝合金材料表面处理方法中,阳极氧化是最常见的一种,它的根本目的是让铝及铝合金材料表面生成一层具有阻止进一步腐蚀氧化的起到保护作用的氧化膜[1]。
铝及铝合金材料表面经过阳极氧化处理后,其耐腐蚀性能将大大提高。
阳极氧化膜不仅具有良好的力学性能、很高的耐蚀性,同时还具有较强的吸附性,采用各种着色方法处理后,能获得诱人的装饰外观[2]。
一、常见铝及铝合金的阳极氧化1、草酸阳极化铝合金草酸阳极氧化可获得8-20um的氧化膜,草酸硬质阳极氧化早期在日本和德国使用较多。
铝塑膜行业分析报告铝塑膜是一种广泛应用于包装行业的塑料制品,具有优异的防潮、防氧化、耐候性等性能特点。
随着科技的不断创新和应用领域的不断拓宽,铝塑膜行业正呈现出快速发展的趋势。
本文将对铝塑膜行业进行分析,从多个方面来探究该行业的现状、痛点、发展趋势以及未来的竞争格局。
一、定义、分类特点铝塑膜是一种由铝箔和塑料薄膜构成的复合材料。
其具有优异的防潮、防氧化、防紫外线等性能,被广泛用于食品、医药、电子、化工等行业的包装领域。
根据不同的应用领域,铝塑膜可分为食品用铝塑膜、医药用铝塑膜、电子用铝塑膜等多种类型。
二、产业链、发展历程铝塑膜行业的产业链主要包括原材料供应、生产制造、销售渠道、配套服务等环节。
其中,原材料供应环节主要涉及到铝箔、塑料薄膜等原材料的采购和供应;生产制造环节主要包括塑料薄膜的挤出、复合、印刷等生产工艺;销售渠道环节主要包括厂家直销、代理商渠道、网上销售等多种模式;配套服务环节主要包括技术指导、售后服务等支持服务。
铝塑膜行业的发展历程可以追溯到上世纪70年代初,当时随着食品、医药等行业的发展,铝塑膜作为新型的包装材料开始得到广泛应用。
随着科技水平的提高和市场需求的不断增加,铝塑膜行业的产业规模得到了进一步扩大,行业现已形成了完整的产业链体系。
三、行业政策文件、经济环境、社会环境、技术环境铝塑膜行业的发展离不开政府的支持和政策引导。
目前,国家出台了一系列支持包装行业发展的政策,如加强包装材料的标准制定、鼓励技术创新等措施。
此外,铝塑膜行业也需要适应社会和技术环境的变化,加强产品研发和技术升级,提高产品竞争力。
在经济环境方面,随着国家经济的发展,铝塑膜行业也得到了快速发展。
同时,国家加强了环保意识,铝塑膜行业也需要适应环保趋势,减少对环境的负面影响。
四、发展驱动因素铝塑膜行业的快速发展,离不开多种因素的驱动。
首先,市场需求的增长是铝塑膜行业发展的重要推动力量。
其次,技术进步的迅速推进,也为铝塑膜行业提供了强有力的支持。
聚合物材料的研究进展与应用前景聚合物是一种高分子化合物, 由相同或不同的单体组成, 经过化学反应形成的大分子化合物。
聚合物广泛应用于生产和工业领域, 带来了巨大的经济和社会效益。
近年来, 随着科技的不断进步和发展, 聚合物材料的研究也得到了广泛的关注。
本文将从聚合物材料的种类、研究进展和应用前景三个方面来阐述聚合物材料的重要性和未来发展。
一、聚合物材料种类目前, 聚合物材料种类繁多, 从化学结构上分为线性聚合物、枝状聚合物、交联聚合物、共聚物等。
其中, 线性聚合物指由同一种单体按照直链排列而成的聚合物, 枝状聚合物则是由一种单体分子产生分支的体系。
交联聚合物则是由单体分子交错形成的三维网状结构, 共聚物由不同的单体在聚合反应中形成的的聚合物。
此外, 聚合物材料还可按用途分为高分子材料、粘合剂、树脂等。
二、聚合物材料研究进展近年来, 聚合物材料的研究取得了长足的进展。
主要表现在以下几个方面:1.高性能聚合物的开发。
如增强型聚合物、导电聚合物、抗老化聚合物等, 具有优异的特性, 在航空航天、高档汽车、新能源等领域都有广泛的应用。
2.聚合物复合材料的研究。
将不同的聚合物材料和其他功能性材料相结合, 可形成具有特定性能的复合材料。
如纳米复合材料、智能材料等。
其性能超过了单一材料的性能, 在材料领域具有广阔的应用前景。
3.聚合物材料模拟研究。
通过计算机模拟等手段, 研究聚合物材料的分子结构、微观结构、热力学性质等。
这种方法不仅可以探索未知的聚合物材料结构, 还可以指导材料设计和工艺开发。
三、聚合物材料应用前景随着人们对高强度、耐腐蚀、抗磨损、导电等性能需求的不断提高, 聚合物材料已经逐渐取代了部分传统材料的使用。
在未来, 聚合物材料在以下领域将有广阔的应用前景:1.新能源领域。
聚合物材料可以应用于锂离子电池、太阳能电池等领域, 具有轻量、高强度、高电导等特点。
这些特性都有助于提升新能源设备的性能。
2.汽车和航空航天领域。
2024年PET镀铝膜市场分析现状简介本文旨在分析PET镀铝膜市场的现状。
首先,将对PET镀铝膜的概念和应用领域进行介绍。
接着,将对PET镀铝膜市场的规模、增长趋势、主要市场和竞争态势进行分析。
最后,将总结并展望PET镀铝膜市场的发展前景。
概念介绍PET镀铝膜,全称聚酯镀铝膜,是将铝膜镀覆在聚酯膜上的一种特殊薄膜。
PET 镀铝膜具有优异的阻氧、阻尼、屏蔽和反射等性能,因此广泛应用于食品包装、电子产品、建筑材料等领域。
市场规模目前,PET镀铝膜市场规模逐年增长。
根据市场研究数据,2019年PET镀铝膜市场规模达到X亿元,预计到2025年,市场规模有望达到X亿元。
增长趋势PET镀铝膜市场的增长主要受以下因素推动:1.食品包装需求的增加:随着人们对食品安全要求的提高,PET镀铝膜在食品包装领域的应用逐渐增多。
其阻尼和屏蔽性能能有效保护食品的新鲜度和质量。
2.电子产品的普及:随着智能手机、平板电脑等电子产品的普及,对PET镀铝膜作为屏幕保护膜的需求也在增加。
3.建筑材料的应用:PET镀铝膜在建筑材料中的应用正在逐渐兴起。
其反射性能能有效降低建筑被热辐射的吸收,提高建筑的能源效率。
主要市场PET镀铝膜市场主要分布在亚太地区、欧洲和北美地区。
亚太地区是全球PET镀铝膜市场的最大消费地区,其中中国是最大的市场,占据了相当大的份额。
欧洲和北美地区的市场也在稳步增长。
竞争态势PET镀铝膜市场竞争激烈,主要厂商包括X公司、Y公司和Z公司等。
这些公司拥有先进的技术和设备,能够提供高品质的PET镀铝膜产品。
同时,它们也加大了研发投入,不断创新,以满足市场需求并保持竞争优势。
发展前景展望未来,PET镀铝膜市场有望继续保持快速增长。
随着各领域对高性能薄膜需求的增加,PET镀铝膜的应用前景广阔。
然而,市场竞争也将愈发激烈,企业应加强研发创新,提高产品质量和性能,以在市场中占据优势地位。
以上是对PET镀铝膜市场现状的分析,了解了PET镀铝膜的概念和应用领域后,我们可以看到市场规模逐年增长,并有着良好的发展前景。
一.引言1.1金属防腐蚀的重要意义金属材料是现代最重要的工程材料,人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。
但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏,其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。
金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域,而且随着经济建设和科学技术的发展,腐蚀的危害越来越严重,对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。
使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。
据统计,人们每年冶炼出来的金属约有1/10被腐蚀破坏,相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功;而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏,其损失要远远大于金属本身的价值。
据美国国家标准局(NBS)调查,1975年美国因腐蚀造成的损失高达700亿美元,即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999年1月20日报道,1997年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800亿人民币。
以上所说仅就经济损失而言,在有些领域,尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中,由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏,不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费,还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境,危害人民的健康,有的甚至会长期造成严重的后果;而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全;许多局部腐蚀引起的事故,如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故,往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果,在一定程度上威胁着人类的生存与发展,所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为重要。
1.2铝合金及其腐蚀机理铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。
铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。
但是铝合金与其他金属一样,也面临着严重的腐蚀问题。
虽然在自然条件下,铝合金表面容易形成一层厚约4 nm 的自然氧化膜,但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差,难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。
聚合物材料的最新研究进展与应用前景随着人类对材料科学的研究不断深入,聚合物材料成为了备受关注的新型材料之一。
目前,聚合物材料已经成功应用于食品包装、医疗器械、电子器件等领域,并且在不断拓展应用范围的同时,其性能也在不断提高。
在本文中,我们将介绍聚合物材料的最新研究进展以及应用前景,通过这些内容可以更好地了解聚合物材料的优势与不足,从而更好地指导其发展方向。
一、聚合物材料的种类及主要性能聚合物材料是由单体分子通过化学反应形成的高分子化合物材料,包括热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体、共聚物和交联聚合物等。
这些材料具有密度低、化学稳定性好、加工性能高等优点,因此广泛应用于工业、医疗、电子等领域。
聚合物材料的主要性能包括:1.力学性能:聚合物材料具有高强度、高韧性、低密度等特点,在某些状态下具有良好的弹性。
2.化学稳定性:聚合物材料不易被化学物质侵蚀,因此在一些领域中应用较为广泛,如食品包装、医疗器械等。
3.耐热性和耐寒性:聚合物材料对温度波动的抵抗力较强,能够适应不同的环境条件。
4.光学性能:聚合物材料能够满足不同光学要求的性能,例如透光性、光谱特性等。
二、聚合物材料的应用领域1.医疗与健康聚合物材料在医疗领域有着广泛的应用,如医疗包装、医疗器械、医用敷料等。
而且聚合物材料具有生物相容性好、透明度高、消毒方便等特点,能够为医疗行业提供更加安全、便捷的方案。
2.电子与光电随着智能手机、平板电脑、智能手表等新型智能设备的普及,对应的电子制造行业也得到了迅速发展。
在这个领域中,聚合物材料具有低介电常数、低损耗、高导电性等特点,成为了替代铜基板和玻璃基板的优秀替代品。
3.包装与储存食品、药品等产品的保鲜性能是一个很重要的方面,而聚合物材料具有密封、隔氧、防潮等特点,能够更好地保护食品、药品的品质,从而更好地延长其保存时间。
4.建筑领域聚合物材料的良好耐久性可在日常使用中保持良好的稳定性,而且可以有效地替代传统的建筑材料,例如石膏板、混凝土等,进而使建筑物的结构更加轻便、耐久。
2024年铝塑膜市场前景分析摘要本文对铝塑膜市场进行了全面的前景分析。
首先介绍了铝塑膜的定义、应用领域和市场规模。
其次,分析了当前铝塑膜市场的发展趋势,包括市场需求、竞争态势和创新技术。
最后,提出了铝塑膜市场的未来前景,包括市场增长预测和发展机遇。
1. 引言铝塑膜是一种将金属铝与塑料薄膜结合而成的复合材料。
由于其具有轻便、防潮、耐腐蚀等特点,广泛应用于食品包装、农业覆盖、建筑材料等领域。
随着世界经济的快速发展和人们对质量和环保要求的提高,铝塑膜市场正逐渐扩大。
2. 铝塑膜市场规模铝塑膜市场的规模正在逐年增长。
根据市场研究机构的数据显示,全球铝塑膜市场规模从XXXX年的XX亿美元增长到XXXX年的XX亿美元。
这主要得益于铝塑膜的广泛应用领域和优秀的性能特点。
3. 市场发展趋势3.1 市场需求增长随着人们生活水平的提高和消费习惯的改变,对铝塑膜的需求不断增加。
尤其是食品包装行业,对铝塑膜的需求量巨大。
此外,建筑材料领域的发展也为铝塑膜市场带来了更多的机遇。
3.2 竞争态势加剧随着市场规模的扩大,铝塑膜市场竞争越发激烈。
除了国内企业的竞争,国际市场上也有不少优秀的铝塑膜制造商。
企业需要加强自身的技术实力和产品质量,提高产品的附加值,才能在激烈的竞争中立于不败之地。
3.3 创新技术推动发展随着科技的进步和不断的创新,铝塑膜市场也在不断发展。
新材料的应用、技术的进步以及生产工艺的改良,都为铝塑膜市场的发展提供了新的机遇和挑战。
企业需要加强技术研发,积累核心竞争力,以适应市场的变化和需求的变化。
4. 铝塑膜市场前景4.1 市场增长预测根据市场研究报告的数据显示,未来几年铝塑膜市场的增长速度将保持在X%左右。
市场规模有望继续扩大,特别是在发展中国家的需求推动下。
预计到XXXX年,铝塑膜市场的规模将达到XX亿美元。
4.2 发展机遇随着环保意识的提高和可持续发展的要求,铝塑膜市场将迎来更多的发展机遇。
同时,新兴的应用领域、技术进步和政府政策的支持也将为铝塑膜市场带来更多的商机。
聚合物膜应用于铝及铝合金防腐蚀的研究现状及发展
1 引言
铝及铝合金以其优良的性能广泛应用于国防工业、航天航空工业、汽车制造业、电子、仪器仪表及日用制品等领域。
自然条件下,铝合金表面容易形成一层厚度约为4 nm的氧化膜,但不均匀、多孔、抗蚀性差,不足以抵抗恶劣条件下的腐蚀。
如铝合金铸件表面未得到及时清洗和表面处理,在潮湿的大气环境中,水汽在铝合金表面凝结形成水膜,随相对湿度的提高而不断增厚,直到具备发生电化学反应条件,由杂质、不均匀相构成阴极,铝基体构成阳极,组成微小局部电池[1],电化学反应的过程:一方面Al失去电子,转变成Al3+溶入水膜,另一方面,水中吸附的H+与电子结合产生H2。
另外,由于城市的大气污染日益严重,铝合金部件在储存期间普遍存在表面发霉,即白色粉状霉点点蚀现象,影响零件外观和机械性能,造成大量零件报废,所以通常通过对铝合金表面的处理来增厚表面氧化膜,以提高其抗蚀性能。
目前,国内广泛应用的处理工艺是阳极氧化法和化学氧化法,这两种方法都要使用大量的电解质,如硫酸盐、铬酸盐、磷酸盐等,对环境造成了严重的污染,尤其Cr6+对人体有很严重的危害性,虽然近几年来相继开发了低铬化处理、封闭系统化等工艺[2],但还是不能根本解决表面处理对环境所造成的严重污染。
其他一些表面防腐蚀处理方法,如喷涂和粉末涂层等对形状复杂的制品的应用有一定的限制,并且对环境也有很严重的污染,因此研究和开发无毒无害的防腐蚀工艺具有重大的意义。
国内外有关铝合金防腐蚀工艺的研究和开发相当活跃,本文旨在综述聚合物膜在铝合金防腐蚀领域的应用和研究情况,并对今后研究的发展方向提出了一些看法。
2 聚合物防腐蚀膜的种类
在铝合金表面形成厚度均匀、无孔,与铝基体粘结力强的聚合物膜对铝合金基体具有防腐蚀作用,根据聚合物膜的导电性及防腐蚀机理的不同,可将聚合物防腐蚀膜分为非导电聚合物防腐蚀膜与导电聚合物防腐蚀膜。
2.1 非导电类
非导电聚合物膜是通过阻止铝基体和周围腐蚀环境的直接接触即屏障作用起到防腐蚀作用[3,4],它阻止环境中O2,H2O及杂质离子与铝基体接触,从而阻止大气腐蚀和电化学腐蚀,所以常要求聚合物膜厚度均匀、无孔,并且聚合物内无自由离子、O2、H2O等,离子在其中的迁移率为零,O2、H2O等的扩散系数为零[5]。
当然,完全符合这些条件的聚合物几乎没有,所以探索防腐蚀性能优良的聚合物膜意义十分重大。
通常选用的这类聚合物主要有环氧树脂[4,6~8]、有机硅聚合物[9]、聚苯乙烯及聚氨酯等的共混物[3]、丙烯酰胺及N-取代马来酰亚胺与苯乙烯的共聚物[10,11]等。
最早应用于实践的是环氧树脂保护膜,即通常所说的环氧树脂漆,它提高了铝合金在盐雾环境中的抗蚀性,可以通过控制环氧树脂的交联度、固化时间、固化温度、溶液的浓度等工艺条件来控制环氧树脂膜的厚度和性能,但目前这些工艺参数的控制非常困难;有机硅聚合物因其优良的介电性能可用作铝合金的保护膜,而丙烯酰胺及N-取代的马来酰亚胺等与苯乙烯的共聚物玻璃化温度较高,达200~220 ℃,热稳定性好,分解温度大于340 ℃,用作防腐蚀膜防蚀效果很好,随着电化学聚合技术的发展,有关该类共聚物膜的研究将更为活跃。
2.2 导电类
导电聚合物膜的防腐蚀作用不是通过屏障作用来实现的,而是利用聚合物膜的导电性,在聚合物膜与铝基体界面间易发生氧化还原反应和电子转移反应形成稳定的氧化膜,阻止金属的腐蚀。
Robert Racicot[12]等研究表明,甲基丙烯酸和丙烯酸的共聚物与聚苯胺两种聚合物形成的络合物保护膜在盐雾和酸的环境中防腐蚀性能比阳极氧化处理的防腐蚀性好,并且与铝基体的粘结力好,没有剥离现象出现。
3 聚合物成膜工艺
随着聚合物防腐蚀膜的应用和研究不断发展,也相继出现了不同的成膜工艺,主要有浸渍法、电化学聚合法、自发聚合法等。
3.1 浸渍法
浸渍法是将铝合金制品经过表面清洗等预处理后浸入聚合物和相应的溶剂所形成的聚合物分散体系中,然后再进行烘干等处理。
环氧树脂膜的成膜常采用这种方法[4,6~8]。
Robert Racict[12]等也采用这种方法研究了聚苯胺导电防腐蚀膜,此法工艺简单,易操作,对表面形状复杂的制品也较适用,但需要使用大量的溶剂,若要减少其对环境污染,需注意溶剂的回收利用,这就增加了工艺的复杂性。
3.2 电化学聚合法
电化学聚合法是可以代替铬酸阳极氧化法、无毒的铝合金防腐蚀工艺,采用电化学方法使单体、引发剂、交联剂在铝制品表面发生聚合后,再冲洗、烘干,形成厚度均匀且具有一定交联度的聚合物膜,常用的电化学电池由3个容腔组成。
玻璃容器被两边的聚丙烯(PP)膜分隔成3个容腔,这样能保证铝片两边的聚合物膜形成速度一样,铝片放在中间充满单体溶液的容腔内作阴极,而阳极(常用钢片)搁在两边的充满稀释硫酸溶液的容腔内,在通电前,先给单体溶液中充N2去氧,通电后铝制品表面发生电化学聚合,经干燥、烘干后,铝制品表面就形成了厚度均匀的聚合物膜。
该工艺无毒、高效、经济,并且可以通过选择适当的单体和反应条件来控制聚合物膜的物理和化学性能,它可应用于航空和汽车等防腐蚀要求较高的领域,也适用于其他金属的防腐蚀[13,14]。
3.3 自发聚合法
自发聚合法是由Rajat Agarwal[10]等人最近提出的一种简单、易行、低成本、对环境无污染的新型铝合金防腐蚀工艺。
该工艺是将清洗好的铝合金制品浸在具有富电子性的单体和具有贫电子性的单体弱酸性溶液中,如苯乙烯和N-苯基顺丁烯二酰亚胺的N-甲基吡咯烷酮弱酸性溶液体系,在该体系中,两单体的极性差异不够大,所以在铝制品未浸入前不发生聚合反应,但当铝制品浸入后,会产生少量的Al3+对反应起促进作用[15],从而引起自发聚合反应,铝制品表面形成厚度均匀、无气孔、与制品表面形状一致的交替共聚物膜,若在反应体系中加入适当的交联剂,可以改善聚合物的耐热性,以免在烘干过程中发生聚合物的流动。
该工艺在室温下进行,不需要额外的驱动力,可以通过控制反应时间来控制保护膜的厚度,聚合物膜与铝基体的结合力强,这种聚合物保护膜具有低的介电常数,热稳定性好,对盐雾的耐蚀性好,适用于电子行业和环境温度较高的领域,对形状复杂的铝制品其优势显得更为突出。
该工艺也适用于其他金属的防腐蚀,具有广阔的应用前景,目前尚处于研究的起步阶段,对单体的选择以及反应和引发的机理还需作进一步的研究。
4 改善聚合物膜与铝基体间粘结力的方法
聚合物膜与铝基体间的粘结力大小决定了其防腐蚀性能,粘结力太小容易产生剥离现象,从而影响其防腐蚀性能,因此为了提高粘结力而采用各种各样的方法,如提高环氧树脂的交联度[6],用CeCl3[4]或β-双酮[7,8]与环氧树脂发生反应来提高环氧树脂保护层与铝基体间的粘结力。
另外,T.J.Lin[9,16]等人提出用等离子聚合的方法可以提高聚合物膜与金属基体间的粘结力,即将金属清洗后,在其表面沉积一层有机硅高分子,然后再覆盖上高分子膜,因等离子体聚合物含有许多极性键,并且与金属有M-O-Si等化学键的存在,从而使聚合物膜与金属基体的粘结力得到提高。
5 小结
聚合物膜用于铝合金防腐蚀领域,工艺简单、无毒、能量消耗少、经济、防腐蚀性能优
良,具有广阔的应用前景,但对聚合物膜的成分选择,与铝基体的界面作用特性及工艺条件的控制等方面还需作进一步的研究。