耐高温碱水漆酚钛清漆的合成工艺_性能及机理.docx

耐高温碱水漆酚钛清漆的合成工艺 、性能及机理沙丰 1 , 刘海峰 1 , 2 , 潘肇基 1 , 牟靖文 3 , 李军 1( 1. 武汉材料保护研究所 , 湖北 武汉 430030;2. 武汉大学资源与环境学院 , 湖北 武汉 430072; 3. 华中科技大学化学系 , 湖北 武汉 430074 )摘要 为开发经济实用的耐高温碱水漆酚钛清漆 ,以漆酚为基本原料 ,先通过漆酚与甲醛缩聚 ,再将钛酸丁酯与前期合成产物反应 ,从而合成出了漆酚 2钛螯合高聚物 (漆酚钛树脂 ) ,并通过 高效液相色谱 ( h plc )和傅立叶红外 ( ir )技术检测了预期产物的合成情况 。对该合成反应的机理 、 工艺进行了分析与讨论 ,并初步探讨了其在高温碱水中的热稳定性与化学稳定性。结果证明 ,研制的 漆酚钛清漆漆膜在 90 、ph = 13的高温碱水中浸泡 480 h后外观无变化 ,表现出良好的性能。关键词 漆酚钛清漆 ;合成 ; 螯合高聚物 ;漆酚 ; 高温碱水 ; 耐蚀性文章编号 1001 - 1560 ( 2005 ) 10 - 0022 - 05中图分类号 文献标识码 tq 630. 1a0 前言碱 、不耐晒 , 所以需要对天然生漆的主要成膜物质 漆酚进行改性 。胡炳环等 2 用钛化合物直 接改性漆酚 ; 黄鑫等 3 用甲醛使漆酚聚合后再用环氧树脂改性 ,以此改善漆酚的耐碱性、柔韧性等 ;秦国治等 4 利用漆酚糠醛和环氧树脂共聚 , 并加近年来 ,国内常见的合成氨设备、采暖散热器 、电池生产设备以及众多化工厂高温、碱性介质环境 中金属设备的基材不能满足防腐蚀的需要 , 而电镀、化学镀、搪瓷 、热浸锌等防腐蚀技术存在成本高、操作难以控制、可靠性差等问题 ,实际应用受到 很大限制。相对而言 ,内防腐蚀涂料的应用不失为 一种可行的解决方案。这些化工设备只要在内腔 涂覆耐腐蚀性能及附着力优良的耐热性 、耐碱性涂 层 ,其使用寿命就基本可以达到预期的要求 。水的 ph 值 、温度等决定着水对化工设备的腐 蚀性 。首先 , ph 值越低 ,氢的过电位就越小 ,阴极 反应越容易进行 ,使得金属腐蚀速率越快。以 a 3 钢为例 :当 ph 7 时 , 它处于活性溶解状态 , 发生严重的全面腐蚀 ; 当 ph = 7146 8100 时 , 极化后 的试件有许多蚀坑 ; 当 ph = 9100 11100 时 ,具有 较好的耐蚀性能 ,尤以 ph = 11100 为佳。其次 ,水 温对腐蚀也具有一定影响 :当温度 80 时 ,开式供暖系统的溶解氧随温度升高而 减少 ,腐蚀速率反而可能下降 1 。天然生漆具有独特的耐酸 、溶剂 、水等介质腐 蚀 ,耐高温 、耐磨、耐冲刷等性能 ,是任何人工合成 涂料不能相比的 ,但同时也存在固有的缺点 : 不耐入有机钛酸酯做螯合剂 ,形成了带有 tico的高聚物。本工作在此基础上 ,重点针对常见的水介质 ,研制了一种性能良好的改性漆酚涂料 。1 试验1. 1 主要原料漆酚单体 :工业品 (固含量为 33. 2 % ) ,武汉国 漆厂生产 ; 甲醛 : 分析纯 ,湖北大学化工厂生产 ; 钛 酸四正丁酯 : 化学纯 ,无锡飞达化工厂生产 ; 苯 : 分 析纯 ,天津市津东天正精细化学试剂厂生产 ; 二甲 苯 :工业品。1. 2 主要仪器79 21 磁力加热搅拌器 ; m p1100b 电子天平 ; hcc 224型涂层测厚仪 ;日本岛津 lc 26a 高效液相 色谱仪。1. 3 合成与检测1. 3. 1 漆酚甲醛树脂的合成在装有温度计、回流冷凝器、油水分离器以及 磁力搅拌器和控温装置的三口烧瓶中加入漆酚二 甲苯溶液 、甲醛及氨水 (质量比为 10010 1010 019 ) ,控制反应温度为 100 ,反应时间为 60 m in。收稿日期 2005 06 1722耐 高 温 碱 水 漆 酚 钛 清 漆 的 合 成 工 艺 、性 能 及 机 理在聚合反应中 ,水分的存在将影响最终产物的性能 。反应过程中采用油水分离器排除水分 ,同时 回流溶剂二甲苯 ,使反应体系的黏度基本恒定 。二甲苯沸点为 138. 2 ,当室内温度较低时 (冬天 ) , 反应瓶内蒸气可能难以到达油水分离柱 ,可加入低 沸点溶剂带出水分以达到分离水的目的。苯的沸 点较低 ( 80 ) ,故采用苯分离水分。1. 3. 2 漆酚钛树脂的合成由于钛酸丁酯与酚羟基的醚化反应比较迅速 , 一般先将其配成 10 %的溶液 。同时 , 由于存在水 分 ,钛酸丁酯非常容易水解 ,而使试验失败 ,故溶解 钛酸丁酯的二甲苯需要事先除水制成无水二甲苯 , 本试验用无水硫酸铜除去二甲苯中的水分。采用前述反应装置并添加分液漏斗 ,加入已制 得的漆酚甲醛树脂 ,用分液漏斗向等量的漆酚甲醛 树脂中缓慢滴加入不同量的 10 %的钛酸丁酯二甲 苯溶液。反应温度为 95 ,钛酸丁酯二甲苯溶液率为 12 nm , 数据工作站为 m illenn ium tm 2010 色谱管理系统 。本分析中采用四氢呋喃作为流动相 。1. 3. 5 聚合物的差示扫描量热法 (d sc)测试所用德国 n e tzsch公司差示扫描量热仪的主要 参数为 :检测温度范围- 170 700 ;量热准确度 110 % ;温度重复性011 。在本分析中 ,实际检测温度为 0 500 ,并以 10 /m in 的升温速率测定样品的 d sc曲线。1. 3. 6 漆膜基本性能测试固体含量按 gb 172579 涂料固体含量测定法进行 ;柔韧性按 gb / t 173193 漆膜柔韧性测定法进行 ;附着力按 gb / t 172079 漆膜附着力测定法进行 ; 耐冲击性能按 gb / t 1732耐冲击测定法进行。1. 3. 7 漆膜耐碱水性能测试93 漆膜将制备的漆膜样板浸于 90 、ph = 13 的n aoh 水溶液中 , 定期观察样板的表面是否有失 光 、变色 、起泡 、起皱 、脱落 、生锈等现象。在 30 m in 内滴加完毕 。再继续反应结束 。所得树脂即为漆酚钛树脂。1. 3. 3 涂膜的制备30 m in, 反应2 结果与讨论在 gb 912 规定的 50100 mm 120100 mm ( 0145 0155 ) mm 的普通碳素钢或 gb 2520 规定 的 5010 mm 12010 mm ( 012 013 ) mm 的马口2. 1 漆酚钛树脂合成机理利用漆酚苯环含 3个活性点的特点 ,使漆酚和 甲醛反应生成长链高分子聚合物。在聚合物固化 过程中 ,由于高聚物分子含有活性官能团且苯核上 的长侧链含有 0 3 个不饱和键 ,且漆酚的侧链是 以氧化交联聚合的形式聚合固化的 ,所以实际上在 高聚物中漆酚侧链会含有不同数量的氧 ,因此高聚 物将交联、成膜、固化成非常复杂的体型结构 2 , 5 。 漆酚与甲醛缩聚所涉及的反应方程式如下 :铁试片上按照 gb 172792制备漆膜。1. 3. 4 聚合物的高效液相色谱 ( h plc )和红外光谱 ( ir )测试用 equ inox55 型傅立叶红外光谱仪进行红 外分 析。其 主 要 性 能 指 标 : 范 围 12 500 370 cm - 1 ;分辨率优于 0. 5 cm - 1 ; s /n 优于 35 000 1。采用 w a te rs公司的高效液相色谱仪进行高效 液相色谱分析 , 其检测波长为 190 800 nm , 分辨由于漆酚侧链含有不同数量的双键 ,苯环上有几个活性点 ,所以交联聚合成为体型结构的高聚物 后 ,结构非常复杂。这些高聚物在结构上有共同的特点 :钛原子与漆酚上的酚羟基相连接 ; 还保持着 漆酚聚合物的基本骨架 。它们具有优良的耐热性 能和耐化学介质性能 5 。从上述反应式可以看出 ,在漆酚单体与甲醛反应成为聚合物时 ,聚合物中还具有较多的酚羟基 。漆酚分子中含有两个活性羟基 ,这两个羟基在漆酚 甲醛树脂的合成中并没有参加反应 ,依然存在于合成树脂中。同时 , 由于羟基具有高极性 (亲水 ) 及 反应活性 ,漆酚甲醛树脂的性能与预期目标还有很 大的距离 ,尤其是该合成树脂的耐碱水性能比较 差 ,需要对漆酚甲醛树脂进行进一步改性 。23耐 高 温 碱 水 漆 酚 钛 清 漆 的 合 成 工 艺 、性 能 及 机 理为了更好地提高漆膜的耐高温性能 ,在有机的分子链上引入金属钛 ,形成 tio 键。另外 ,引入 的钛与分子链中的 oh 基连接 ,形成钛的螯合高聚物 ,使原有机物分子量增大 ,从而提高了有机物 的耐高温性能 69 。本研究考虑到封闭漆酚分子 中的羟基以及合成树脂的耐高温性能 ,采用钛酸丁 酯进行进一步改性。采用钛酸丁酯是由于钛酸酯 与漆酚可以在常温 、无催化剂条件下进行醚化反应 ,反应过程较易控制 ,同时副产物为醇类化合物 , 可作为树脂的稀释剂。相对于用四氯化钛改性 ,可 省去合成反应中氯化氢气体的吸收装置 3 。钛酸 酯改性的漆酚树脂的贮存期至少可以达到 1 a 以 上 ,更具有实用性。所涉及的反应方程式如下 :高分子 ;丙阶酚醛树脂是网状结构进一步发展成为不熔、不溶的酚醛树脂 ) , 同时考虑到漆酚和甲醛 的价格因素 ,应当在合适的范围内用更多的甲醛参 与反应。分别采用不同漆酚 /甲醛比值 (物质的量比 ) 的反应体系进行反应制得漆酚甲醛树脂并进一步 制成清漆漆膜 ,进行耐碱水性能检测 ,结果见表 1。表 1 不同甲醛用量的漆酚甲醛树脂清漆性能比较甲醛 /漆酚(物质的量比 )90 水浸泡测试 ( 1 d)90 、ph = 13 的碱水试验 ( 5 d)表面粗糙 ,有大量锈蚀出现表面较为粗糙 ,局部大范围锈蚀 表面轻微粗糙 ,局部较多锈蚀 整体较好 ,局部出现少量锈蚀 整体较好 ,局部出现少量锈蚀严重起泡严重起泡 严重起泡 大面积起泡 小面积起泡 小面积起泡 ,漆膜易脱落0. 8 /1. 00. 9 /1 . 00. 95 /1. 001. 0 /1. 01. 2 /1. 0整体较好 ,局部出现少量锈蚀1. 4 /1. 0由表 1可以看出 ,当漆酚与甲醛的物质的量比为 112 110时 ,合成出的漆酚甲醛树脂的整体性 能较好 ;试样在 90 水中的性能比在碱水中更差 。 一般认为 ,改性漆酚树脂能耐大多数无机盐水溶液 的腐蚀 ,而对于纯水介质 ,认为比无机酸、碱、盐水 溶液的防护相对容易 。其实不然 : 纯水介质条件 下 ,水分子对漆膜的渗透性比酸性和碱性条件下更强 ,至少在酸性条件下改性漆酚树脂有一个二次催化和固化过程 ,漆膜结构更加完整 10 。2. 1. 2 钛酸丁酯用量的确定分别将按不同钛酸丁酯 /漆酚醛树脂比值 (质 量比 )合成的漆酚钛树脂调整黏度后直接制得漆 酚钛清漆涂膜 ,试片放入 90 、ph = 13 的碱水中 进行检测 ,以国产漆酚钛涂料试样 tt2300 作对照 , 检测结果见表 2。表 2 不同质量钛酸丁酯制得涂膜的性能对比理论上 , 1 个钛酸丁酯分子可以和 4 个酚羟基进行反应。钛酸丁酯与漆酚反应 ,其物质的量比必 须达到 1 2时 ,才能生成漆酚 2钛螯合物沉淀 ,漆 酚过量时不生成螯合物结构沉淀物 ,这是因为漆酚 分子带有不饱和长侧链 ,具有位阻效应 ,只有钛酸 丁酯达到一定浓度时才能与漆酚中的邻羟基相结合。同时在合成反应过程中体系的黏度会逐渐上 升 ,较容易产生沉淀 ,需要添加溶解力较强的溶剂 , 如丁醇、环己酮等。2. 1. 1 甲醛使用量的确定基元反应的反应速率与反应物浓度 (带有相 应的指数 )的乘积成正比 ,其中各浓度的指数就是 反应式中各相应物质的系数。对于漆酚与甲醛的 基元反应 ,其反应速率 满足 : 漆酚 甲醛 根据图 1 (其中甲阶酚醛树脂是可溶、可熔、相 对分子质量不太大的线型树脂 ;乙阶酚醛树脂是半熔性 、冷时性脆、热时成弹性体的部分网状结构的钛酸丁酯 /漆酚醛树脂 (质量比 )浸泡 10 d浸泡 20 d2 / 100无变化多个点起泡4 / 100无变化几个点起泡7 / 100无变化无起泡现象 ,局部较粗糙无变化无变化10 /100对比样 ( tt 2300 )严重起泡-由表 2 可见 , 当钛酸丁酯 /漆酚醛 = 10 /100时 ,制得的漆酚钛树脂涂膜性能较好 ,同时相对于 漆酚甲醛树脂的耐碱水性能提高了一个数量级 。图 1 酚醛树脂的合成工艺流程24耐 高 温 碱 水 漆 酚 钛 清 漆 的 合 成 工 艺 、性 能 及 机 理2. 2 漆酚钛树脂性能制得的漆酚钛树脂的性能见表 3。表 3漆酚钛树脂的性能数据项目指标参照标准外观深红褐色目测固含量43 %gb / t 1725 1989溶剂二甲苯、环己酮-黏度 (涂 24 杯 )80 sgb / t 1723 1993表干时间1 h实测固化温度120 实测2. 3 树脂的hpl c 和 ir测试制取的漆酚甲醛树脂的 h plc 谱图见图 2。由图 2可以得出 ,漆酚甲醛树脂的数均分子量 m n 为 1181 103 g /mo l,而漆酚单体分子量通常认为 是 31612 g /mo l, 说明了合成反应的发生 ; 另一方面 ,对合成前后树脂进行对比发现 ,漆酚甲醛树脂 较容易实现自干及固化 , 而漆酚单体难以实现自 干 ,同样说明了其中化学反应的发生。图 3 原料漆酚 、漆酚甲醛树脂 、漆酚钛树脂的2. 4 漆酚钛树脂的耐热性ir 谱图对漆酚钛树脂进行 d sc检测 ,结果见图 4。由图 4 a可以看出 ,漆酚在 33147 出现玻璃化温度 tg ,并在 36123 出现一个放热峰 ,逐步升高温度 至 135133 时出现吸热峰。分析认为 : 漆酚分子 中含有不饱和长链 ,温度升高导致不饱和链发生氧图 2 漆酚甲醛树脂的 h plc谱图漆酚、漆酚甲醛树脂及漆酚钛树脂的 ir 谱图 见图 3。由图 3可以看出 ,漆酚甲醛树脂中的 oh峰 ( 3 452155 cm - 1 ) 强度和 ch 峰 ( 2 9251272cm - 1 )强度相对于漆酚单体都有一定的增强 ,这与漆酚甲醛缩合反应方程式相符 ,说明漆酚与甲醛之 间发生了缩聚反应 ; 同时 , 漆酚钛树脂的 oh 峰 强度比漆酚钛树脂的 oh 峰强度显著减弱 ,说明 漆酚甲醛树脂中的羟基基本都发生了化学反应 ;漆 酚钛树脂在 645. 66 , 653. 88 cm - 1处出现了新峰 ,正好与 tio 键的特征峰 ( 450 800 cm - 1 ) 相符 ,说明钛酸丁酯通过与漆酚甲醛树脂中的羟基反应使ti元素进入了聚合物分子中。以上两点结果与漆 酚钛树脂反应方程式相符 。综合 h plc 和 ir 检测结果 ,可以确定漆酚钛 树脂是预期的高聚物。图 4 漆酚钛树脂 d sc (差示扫描量热法 )检测谱图25耐 高 温 碱 水 漆 酚 钛 清 漆 的 合 成 工 艺 、性 能 及 机 理化及 交 联 并 表 现 出 放 热 现 象 ; 当 温 度 升 高 至135133 时 ,漆酚中的不饱和链发生断链分解成 大小不等的碎片 ,这个过程需要耗费能量 ,从而表 现出吸热峰。由图 4 b 可以看出 , 漆酚钛树脂在41169 出现 tg ,进一步升高温度 , 在 55192 出 现放热峰 ,在 462113 时出现吸热峰 。漆酚钛树脂的 tg 以及放热峰对应温度相对漆酚都有一定程 度的增加 ,估计是漆酚钛树脂的高分子结构使其氧 化及交联的难度增加所致 ; 另外 , 漆酚钛树脂在462113 时断链分解出现吸热峰 , 相比漆酚的分解温度 ( 135133 ) 有显著的提高 ,可以预见其耐 热性能会有很大改善。2. 5 漆酚钛清漆性能制得的漆酚钛清漆的性能指标见表 4。胡炳环 ,陈文定 ,林金火. 新型漆酚钛螯合高聚物防腐蚀涂料中试研究概况 j . 中国科学基金 ,1995 ( 3) : 5153.黄 鑫 ,唐功麒. 钛酸酯改性漆酚防腐涂料性能研 究 j . 中国生漆 , 1995 , 14 ( 11) : 2127.秦国治 ,王 顺. 漆酚改性防腐蚀涂料综述 j . 化 工设备与防腐 , 1999 ( 4 ) : 5157.张飞龙. 生漆科学研究发展动态聚焦 j . 中国生 漆 , 2001 ( 2) : 1218.李晓青. 耐热 、耐油防腐涂料的研制 j . 涂料工 业 , 1998 ( 5) : 2324.周文富. 新型钛螯合漆酚缩醛醚及其 ipn 系列特种 防腐涂料 p . 中国专利 : cn1344772, 2002 204 217.kisuke n. o ily syn the tic u ru sh i j ap ane se lacque r fo r lacque ring p . j p pa t: 56086972, 1981 207 215. kisuke n. p roduc tion of o ily syn the tic j ap ane se lacque r fo r ma k i 2 e in la id lacque r p . j p pa t: 56072055,1981 206 216.黄 鑫. 改性漆酚树脂在工业防腐中的应用 j .中国生漆 , 2000, 19 ( 4) : 1619.编辑 :魏兆军 2 3 4 5 6 7 8 9 表 4漆酚钛清漆的性能指标 10 项 目技术指标执行标准铅笔硬度3 hgb 6739 - 86附着力 (划圈法 )2 级gb / t 1720 - 1989环保水性金属防锈产品及技术服务耐冲击性50 cmgb / t 1732 - 1993柔韧性90 、ph = 13 的碱水 浸泡试验光泽2 mm480 h后漆膜 外观无变化gb / t 1731 - 1993肌醇六磷酸酯 ( ip 是一种从粮食产品中提取的天6 )然水溶性有机化合物 ,由于其独特的分子结构及理化性能 ,当与金属络合时易形成多个螯合环 , 在金属表面可 形成一层致密稳定的单分子保护膜层 , 抑制金属的腐蚀 。近几年来 ,本所在不断扩大产品生产销售的同时 ,根据国家环保及不同行业的技术要求 ,以 ip6 为主要成分 ,与其他几种无毒缓蚀剂科学配合 , 先后开发出系列 复合型环保水性金属防锈产品 ,并对外技术转让服务 。1. 水基合 成 型 金 属 切 削 液 : 本品由复合金属缓蚀 剂 、润滑剂 、清洁剂等成分配合而成 ,不含亚硝酸盐等有 毒致癌物质 ,可替代传统各种切削液对黑色金属及有色 金属进行各种方式的切削加工。2. 工序间水性金属防锈剂 : 该品由 ip6 与其他几种环保型金属缓蚀剂及助剂复合而成 ,属黑色金属 (包括 铸铁 )与有色金属的通用型防锈产品 ,呈中性或弱碱性 透明液体 ,不含亚硝酸盐 、铬酸盐等有害物质 ,防锈期达312个月 ,浸 、喷 、刷涂均可 。该品可替代磷化进行金 属表面涂装前处理 , 防腐蚀及漆层附着性能均优于磷 化 。此外 ,该品还可作为金属清洗缓蚀添加剂及镀锌无 铬钝化液 。3. 长效金属防锈封闭剂 :本品由复合缓蚀剂与高分 子水性成膜物构成 ,使用后在金属表面形成透明防锈防 水膜层 ,作为金属工件或材料的封存防锈剂 , 防锈期一 年以上 。单位 :河北玉田县康庄新资源技术研究所 ( 064100 )电话 : 0315 - 6116441、6133624定112 %gb / t 1743 - 1989结论3( 1 )漆酚二甲苯溶液 : 甲醛 氨水 = 10010 1010 019 (质量比 )时 ,将漆酚单体聚合成漆酚甲 醛树脂 ; 用钛酸丁酯 钛酸丁酯 : 漆酚醛树脂 =1010 10010 (质量比 ) 屏蔽高分子链上的活性羟 基 ,制得了分子量进一步增大且保留了高分子基本骨架的漆酚钛树脂。( 2 )改性树脂清漆保留了天然生漆的基本性 能 ,但相对天然生漆的耐碱性、耐热性和耐沸水性 都有了很大程度的提高。漆膜在 90 、ph = 13的 高温碱水中浸泡 480 h后外观无变化。( 3 )漆酚钛漆膜在改善了防腐蚀性能的同时 ,对生漆所固有的耐冲击性 、柔韧性较差等性能缺陷 都有了明显的改善。 参考文献 1 杨志宽. 钢制散热器腐蚀与控制 j . 暖通空调 ,2001 , 31 ( 1 ) : 2124.2638 ( 10) , 3032 ( ch) . n anom e te r u ltra 2fine copp e r p a rticu la te s w ith a grit size of 1560 nm we re p rep a red u sing qm 1sp04 se2rie s p lane ta ry ba ll m ill and m echanochem ica l techn ique, a im ing a t enhanc ing the app lica tion of nano 2copp e r p a rticu la te s in tribo l2 ogy. the re su lting copp e r nanop a rtic le s we re read ily d isp e rsed in the ba se stock n68 to fo rm n t 21 lub rican t dop ed w ith nanom e te r copp e r p a rticu la te s a s the add itive. the tribo logica l cha rac te ris2 tic s of the n t 21 lub rican t we re inve stiga ted u sing a p in 2on 2d isc fric tion and wea r te ste r and a fou r 2 ba ll m ach ine. a t the sam e tim e, the syne rgistic effec t among the nanom e te r copp e r add itive and th ree k ind s of mo lybdenum th io 2p ho sp ha te wa s a lso exam ined u sing the fou r2ba ll m ach ine. it wa s found tha t the nanom e te r cop 2 p e r p a rticu la te s con tribu ted to grea tly inc rea se the fric tion 2reduc2 ing and an tiwea r behavio r of the ba se stock. the nanom e te r cop 2 p e r add itive wa s a lso cap ab le of inc rea sing the pb va lue of 15w /40se ga so line engine o il by 20. 6% and dec rea sing the fric tioncoeffic ien t by 1111% , wh ich ind ica ted tha t the nanom e te r copp e r a s the lub rica ting add itive had exce llen t an tiwea r ab ility and goodse lf 2 hea ling effec t. mo reove r, the n t 21 lub rican t dop ed w ith th ree k ind s of o rgan ic mo lybdenum compound s (mo lybdenum th i2 op ho sp ha te) registe red m uch h ighe r pb va lue than tho se w ithou t the o rgan ic mo lybdenum add itive, wh ich ind ica ted tha t the nano2 m e te r copp e r add itive cou ld have som e k ind syne rgistic an tiwea rand extrem e p re ssu re load 2ca rrying effec t w ith the o rgan ic mo ad2d itive in n t 21 lub rica ting system.key wo rd s: tribo logica l p rop e rtie s; nanom e te r lub rica ting add i2tive; lub rican t; copp e ro p t im iza t ion of the proce ss c on d it ion s for e lec trochem ica ld epo s it ion of bam oo 4 th in f ilmgao d ao 2jiang, la i x in, b i j ian ( co llege of chem istry and m a2te ria ls sc ience, sichuan no rm a l u n ive rsity, chengdu 610066 , ch ina) c a iliao b aohu 2005 , 38 ( 10 ) , 33 36 ( ch ) . b amoo4th in film w ith schee lite struc tu re wa s p rep a red on h igh ly p u re mo2 lybdenum sub stra te by ga lvano sta tic depo sition, wh ich wa s a im ing a t revea ling the e lec trochem ica l m echan ism and e stab lish ing su it2 ab le p roce ss cond ition s of the b amoo4 th in film. thu s the influ2 ence s of temp e ra tu re and cu rren t den sity on the struc tu re of the a s 2depo sited b amoo4 film we re stud ied u sing x 2ray d iffrac tion, scann ing e lec tron m ic ro scop y, and x 2ray p ho toe lec tron sp ec tro s2 cop y. r e su lts ind ica ted tha t the a s 2depo sited b amoo4 th in filmwa s compo sed of single te tragona l p ha se. the b amoo4 film de2 po sited a t room temp e ra tu re and low cu rren t den sity had be tte r u2 n ifo rm ity and comp ac tne ss than the one depo sited a t h ighe r tem 2 p e ra tu re and cu rren t den sity. the op tim ized p a ram e te rs fo r the e lec trochem ica l depo sition of the b amoo4 film we re recomm endeda s room temp e ra tu re abou t 20 , cu rren t den sity of 013m en ta l fac to rs affec ting the co rro sion of stee l in a tmo sp he re, the expo su re te sts of e igh t low a lloy stee ls inc lud ing 09cuptir e and one m ild stee l ( a3 ) we re p e rfo rm ed in a tmo sp he re a t d iffe ren t region s ( yichang, sandoup ing, and zigu i in h ube i p rovince ) fo r d iffe ren t du ra tion s ( one yea r, two yea rs, and five yea rs) . the ru st laye rs we re ob se rved and ana lyzed by m ean s of scann ing e lec tron m ic ro scop y, x 2 ray d iffrac tion, and e lec tron p robe m ic roana lysis, w ith re sp ec t to the mo rp ho logie s, p ha se struc tu re s, and e lem en ta l compo sition s of the ru st laye rs. a nd the e lec trochem ica l po la riza2 tion cu rve s we re m ea su red a s we ll. it wa s found tha t the stee lsp ec im en te sted a t yichang region had a co rro sion ra te of 16. 923. 9 m / yea r, wh ich wa s 115 tim e s a s m uch a s tha t of the sam estee l sp ec im en te sted a t sandoup ing region. the 09cuptir e stee l sp ec im en showed the be st co rro sion re sistance among the te sted n ine k ind s of stee l sp ec im en s, w ith the re la tive co rro sion re sist2 ance a t sandoup ing region to be 1154 tim e s a s m uch a s tha t of thea3 stee l and tha t a t yichang region to be 1141 tim e s a t m uch a s tha t of the a3 stee l sp ec im en in five 2yea r expo su re. the expo su re te st re su lts we re va lida ted by the re levan t p hysica l ana lysis and a2 nod ic po la riza tion cu rve m ea su rem en t of the ru st p roduc ts.key wo rd s: a tmo sp he re co rro sion; low a lloy stee l; ru st laye r ana ly2sisproper t ie s an d syn the s is techn o logy an d m echan ism of uru2 sh io l 2t itan ium c oa t in g re s istan t to h igh tem pera ture a lka 2 l in e so lu t ionsha feng1 , l iu h a i2feng1, 2 , pan zhao 2ji1 , mu j ing2wen3 , l i j un1 ( 1. w uhan r e sea rch in stitu te of m a te ria ls p ro tec tion, w uhan430030; 2. schoo l of r e sou rce and environm en ta l sc ience, w u2han u n ive rsity, w uhan 430072; 3. d ep a rtm en t of chem istry, h uazhong u n ive rsity of sc ience and techno logy, w uhan 430074 ,ch ina) ca iliao b aohu 2005, 38 ( 10 ) , 2226 ( ch) . u ru sh io l canbe u sed a s the ba sic raw m a te ria l to deve lop econom ic and p rac ti2ca l coa ting w ith good re sistance to h igh temp e ra tu re a lka line so lu2tion. thu s the po lym e r p recu rso r wa s p rep a red u sing the po lym e ri2 za tion of u ru sh io l and fo rm a ldehyde. then the u ru sh io l 2 titan ium che la te po lym e r ( u ru sh io l 2ti re sin ) wa s syn the sized by way of the reac tion of te trabu tyl titana te w ith the po lym e r p recu rso r. the p ro sp ec tive ta rge t p roduc t wa s ana lyzed by m ean s of h igh 2p e r2 fo rm ance liqu id ch rom a tograp hy and fou rie r tran sfo rm a tion infra2 red sp ec tro scop y. mo reove r, the reac tion m echan ism and syn the sistechno logy we re d iscu ssed, and the the rm a l and chem ica l stab ili2 tie s of the ta rge t coa ting in a lka line so lu tion we re eva lua ted. it wa s found tha t the ta rge t va rn ish wa s cap ab le of endu ring imm e rsion inan a lka line so lu tion of ph = 13 a t 90 fo r 480 h, show ing goodre sistance to ho t a lka line so lu tion.key wo rd s: u ru sh io l2titan ium coa ting; syn the sis; che la te po lym e r;u ru sh io l; h igh temp e ra tu re a lka line so lu tion; co rro sion re sistancetheore t ica l re sea rch on s in g le screw ex trud in g m o ld in g ofu ltra h igh m o lecu la r w e igh t po lye thy len eq in j ian 2hua1, 2 , gao w an 2zhen2 ( 1. schoo l of m echan ica l en2ginee ring, w uhan in stitu te of techno logy, w uhan 430073; 2.w uhan r e sea rch in stitu te of m a te ria ls p ro tec tion, w uhan430030 , ch ina) ca iliao b aohu 2005 , 38 ( 10 ) , 27 29 ( ch ) .the extrud ing mo ld ing p roce ss of u ltrah igh mo lecu la r we igh t po ly2 e thylene (uhmw pe ) on a single sc rew extrude r wa s ana lyzed, wh ile the m a them a tic equa tion to ca lcu la te the to ta l extrud ing p re ss and the theo ry dea ling w ith the m e lting m echan ism of the raw m a te ria l we re e stab lished. th is wa s a im ing a t found ing thetheo re tica l ba sis to the deve lopm en t of the extrud ing mo ld ing tech2 n ique and fac ilitie s. it wa s sugge sted tha t two e ssen tia l cond i2 tion s, i. e. , p3m ax pn and adequa te m e lting of the raw m a te ria l shou ld be en su red fo r the smoo th extrud ing of uhmw pe. it wa s exp ec ted tha t the p re sen t re sea rch wou ld con tribu te to en rich and add to the extrud ing mo ld ing theo ry on h igh 2visco sity m a te ria ls. key wo rd s: extrud ing mo ld ing; single sc rew; u ltrah igh mo lecu la r we igh t po lye thylene (uhmw pe) ; m e lting theo rytr ibo log ica l proper t ie s of nan o 2c opper pa r t icu la te s a s l u2br ica t in g a dd it ivechan g y