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第一篇 高分子材料自然环境老化研究概况3

第1章 高分子材料环境老化特征与机理3

1.1 高分子材料的基本结构3

1.2 高分子材料自然环境老化特征7

1.3 高分子材料的老化机理9

1.4 高分子材料老化的主要环境影响因素10

第2章 高分子材料的环境老化试验与表征方法15

2.1 高分子材料的环境老化试验方法15

2.2 高分子材料的环境老化常用的表征方法16

参考文献18

第二篇 典型塑料的环境老化行为与规律第3章 聚碳酸酯的环境老化机理研究进展21

3.1 PC的热氧老化机理21

3.2 PC的湿热老化机理23

3.3 PC的光氧老化机理24

3.4 PC的室外大气暴晒与室内人工加速老化的寿命评估27

第4章 典型室外大气环境下PC的老化行为与规律28

4.1 老化后的表观性能对比分析29

4.2 老化后的力学性能对比分析32

4.3 老化后的红外测试结果对比分析34

小结40

第5章 室内环境试验下PC的老化行为与规律42

5.1 不同加速老化条件下PC老化后的表观性能对比分析42

5.2 不同加速老化条件下PC老化后的力学性能对比分析44

5.3 不同加速老化条件下PC老化后的红外谱图对比分析47

小结50

第6章 PC室内外环境老化试验相关性分析52

6.1 PC室内外老化的表观性能相关性分析52

6.2 PC室内外老化的力学性能相关性分析56

6.3 PC室内外老化的化学结构相关性分析60

小结64

第7章 典型塑料在西沙海洋大气环境中的老化行为65

7.1 典型塑料西沙暴晒后的表观性能65

7.1.1 外观形貌65

7.1.2 扫描电镜下的微观形貌66

7.1.3 色差69

7.1.4 光泽度70

7.2 典型塑料西沙暴晒后的力学性能71

7.2.1 硬度71

7.2.2 拉伸性能73

7.2.3 弯曲性能76

7.2.4 简支梁冲击性能78

7.3 典型塑料西沙暴晒后的红外谱图分析79

7.3.1 MDPE红外谱图分析79

7.3.2 PP红外谱图分析80

7.3.3 PVC红外谱图分析82

7.3.4 ABS红外谱图分析83

7.3.5 PS红外谱图分析83

7.3.6 PA红外谱图分析84

小结85

第8章 基于西沙环境的MDPE室内氙灯加速老化行为研究87

8.1 氙灯老化后的表观性能87

8.2 氙灯老化后的力学性能88

8.2.1 拉伸强度88

8.2.2 断裂伸长率88

8.2.3 弯曲强度88

8.3 老化后的红外谱图分析90

8.4 室内氙灯老化与西沙大气环境暴晒试验的相关性90

小结93

第9章 基于西沙环境的ABS室内氙灯老化试验研究94

9.1 氙灯老化后的表观性能94

9.2 老化后的力学性能96

9.2.1 拉伸性能96

9.2.2 弯曲性能97

9.2.3 冲击性能97

9.2.4 硬度98

9.3 老化后的红外谱图分析98

9.4 西沙大气环境暴晒与氙灯加速老化性能相关性分析99

9.4.1 拉伸性能99

9.4.2 冲击性能100

9.4.3 色差101

9.4.4 黄色指数102

小结103

参考文献104

第三篇 三元乙丙橡胶的环境老化行为与规律第10章 EPDM环境老化机理研究进展107

10.1 EPDM的热氧老化机理107

10.2 EPDM的光氧老化机理113

10.3 EPDM的臭氧老化机理114

10.4 EPDM的化学介质老化机理114

10.5 EPDM的超声波老化机理116

10.6 EPDM的辐照老化机理117

10.7 EPDM的人工气候老化机理118

第11章 EPDM在荧光紫外人工气候环境中的老化行为与机理120

11.1 EPDM在荧光紫外人工气候环境中的老化行为120

11.1.1 表面性能120

11.1.2 微观形貌124

11.1.3 交联密度131

11.1.4 力学性能131

11.1.5 交联反应动力学分析135

11.1.6 TGA分析136

11.1.7 红外谱图分析137

11.1.8 拉曼光谱分析139

11.1.9 XPS分析139

11.2 EPDM在荧光紫外人工气候环境中的老化机理145

小结148

第12章 EPDM在氙灯人工气候环境中的老化行为及老化机理149

12.1 EPDM在氙灯人工气候环境中的老化行为149

12.1.1 表面性能149

12.1.2 微观形貌152

12.1.3 交联密度158

12.1.4 力学性能158

12.1.5 交联反应动力学分析161

12.1.6 TGA分析162

12.1.7 红外谱图分析163

12.1.8 拉曼光谱分析165

12.1.9 XPS分析166

12.2 EPDM在氙灯人工气候环境中的老化机理173

小结177

第13章 EPDM在两种人工气候环境中老化行为的综合评价及相关性178

13.1 主成分分析法178

13.1.1 主成分分析简介178

13.1.2 主成分分析的运算步骤179

13.2 结果与讨论181

13.2.1 EPDM在荧光紫外人工气候环境中的老化性能评价181

13.2.2 EPDM在氙灯人工气候环境中的老化性能评价187

13.2.3 EPDM在两种人工气候环境中老化行为的相关性191

小结193

第14章 EPDM在人工气候环境中的寿命预测194

14.1 EPDM在荧光紫外人工气候环境中的寿命预测194

14.2 EPDM在氙灯人工气候环境中的寿命预测196

小结199

第15章 应力状态下EPDM在荧光紫外人工气候环境中的老化行为200

15.1 应力对EPDM溶胀指数和交联密度的影响200

15.2 应力对EPDM老化性能的影响202

15.2.1 拉伸强度202

15.2.2 断裂伸长率203

15.2.3 断裂永久变形204

15.2.4 定伸应力205

15.2.5 撕裂强度207

15.2.6 硬度208

15.3 应力对EPDM老化形貌的影响209

15.3.1 表观形貌209

15.3.2 SEM微观形貌211

小结217

第16章 EPDM在氙灯和荧光紫外加速老化环境下的黏弹行为219

16.1 氙灯和荧光紫外加速老化对EPDM的应力松弛特性的影响219

16.2 等时线图分析223

16.2.1 等时线的做法223

16.2.2 等时线图分析223

16.3 三元黏弹模型的建立及分析224

16.3.1 三元件模型的建立224

16.3.2 三元件模型分析225

16.4 四元黏弹模型的建立与分析228

16.4.1 四元件模型的建立228

16.4.2 四元件模型分析228

小结231

参考文献232

第四篇 环氧和聚氨酯胶黏剂的环境老化行为与规律第17章 环氧和聚氨酯胶黏剂环境老化行为与机理研究进展239

17.1 高分子胶黏剂老化机理239

17.2 高分子胶黏剂老化的表征242

第18章 环氧胶黏剂在武汉、万宁和漠河地区的老化行为245

18.1 暴晒后的力学性能245

18.1.1 黏结强度245

18.1.2 本体拉伸强度245

18.2 暴晒后的表观性能246

18.2.1 环氧胶黏剂本体失光率246

18.2.2 微观形貌247

18.2.3 界面分析248

18.3 暴晒后的红外谱图分析249

18.3.1 武汉地区249

18.3.2 漠河地区249

18.3.3 万宁地区250

18.4 环氧胶黏剂老化性能与暴晒周期、气象因素的相关性250

小结253

第19章 环境温度对环氧胶黏剂老化行为的影响254

19.1 老化试验后的力学性能254

19.1.1 老化时间对环氧胶黏剂黏结性能影响254

19.1.2 老化温度对环氧胶黏剂的黏结性能影响256

19.2 老化试验后的表观形貌变化与热重分析259

19.3 老化试验后的红外谱图分析261

19.3.1 60℃环氧胶黏剂热老化前后红外谱图分析261

19.3.2 80℃环氧胶黏剂热老化前后红外谱图分析262

19.3.3 100℃环氧胶黏剂热老化前后微观分析263

19.4 老化机理讨论264

小结265

第20章 水浸泡环境下环氧胶黏剂和聚氨酯胶黏剂的老化行为266

20.1 老化试验后力学性能的变化266

20.1.1 环氧胶黏剂266

20.1.2 聚氨酯胶黏剂268

20.2 老化试验后表观形貌的变化269

20.2.1 胶黏剂试样的表层形貌269

20.2.2 胶黏剂黏结面上的破坏形式270

20.2.3 黏结面金属底材的形貌271

20.3 老化试验后红外谱图分析271

20.3.1 环氧胶黏剂271

20.3.2 聚氨酯胶黏剂271

20.4 老化机理讨论272

20.4.1 环氧胶黏剂272

20.4.2 聚氨酯胶黏剂272

小结272

第21章 湿热环境下环氧胶黏剂和聚氨酯胶黏剂的老化行为274

21.1 老化试验后力学性能的变化274

21.1.1 环氧胶黏剂274

21.1.2 聚氨酯胶黏剂276

21.2 老化试验后表观形貌的变化278

21.2.1 胶黏剂黏结试样表层SEM形貌278

21.2.2 黏结界面破坏形式279

21.3 老化试验后红外谱图分析280

21.3.1 环氧胶黏剂280

21.3.2 聚氨酯胶黏剂280

小结280

第22章 紫外光辐照下环氧胶黏剂和聚氨酯胶黏剂的老化行为281

22.1 老化试验后力学性能的变化281

22.1.1 环氧胶黏剂281

22.1.2 聚氨酯胶黏剂282

22.2 老化试验后表观形貌的变化283

22.2.1 环氧胶黏剂283

22.2.2 聚氨酯胶黏剂283

22.3 老化试验后红外谱图分析与老化机理探讨285

22.3.1 环氧胶黏剂285

22.3.2 聚氨酯胶黏剂286

小结286

第23章 NaCl水溶液中胶黏剂的老化行为及其环境相关性分析287

23.1 老化试验后的力学性能287

23.1.1 NaCl水溶液的作用287

23.1.2 NaCl浓度的影响288

23.1.3 温度的影响289

23.2 老化试验后的表观形貌289

23.2.1 黏结界面形貌289

23.2.2 胶黏剂与金属基体截面SEM形貌290

23.2.3 黏结试样表层SEM形貌290

23.3 老化试验后红外谱图分析291

23.3.1 介质的影响291

23.3.2 温度的影响292

23.4 高分子胶黏剂性能老化与环境因素的相关性292

23.4.1 环氧胶黏剂性能老化与环境的相关性292

23.4.2 聚氨酯胶黏剂性能老化与环境的相关性294

小结296

参考文献298

第五篇 有机高分子涂层的环境老化规律及对金属基体腐蚀的影响第24章 有机高分子涂层老化机理及对金属基体腐蚀影响研究进展303

24.1 与高分子涂层材料老化相关的中国典型气候特性303

24.2 高分子涂层的老化机理304

24.3 高分子涂层室内外老化相关性的研究现状305

24.4 高分子涂层防护性能的电化学阻抗谱评价307

24.5 涂层下金属腐蚀行为与失效机理309

24.6 涂层金属腐蚀的研究方法与进展315

24.6.1 电化学方法315

24.6.2 非电化学方法319

24.6.3 新型复合方法320

第25章 丙烯酸聚氨酯清漆涂层在拉萨与武汉地区的环境老化行为322

25.1 暴晒期间气象数据322

25.2 膜厚损失分析324

25.3 失光率分析325

25.4 黄色指数分析325

25.5 接触角分析326

25.6 附着力分析327

25.7 红外谱图分析328

25.8 XPS分析330

25.9 表面微观形貌分析335

25.10 完整涂层的电化学分析336

小结340

第26章 环氧清漆涂层在拉萨与武汉地区的环境老化行为341

26.1 膜厚分析341

26.2 失光率分析342

26.3 黄色指数分析342

26.4 接触角分析343

26.5 附着力分析344

26.6 红外谱图分析344

26.7 表面微观形貌分析346

26.8 完整涂层的电化学分析347

小结349

第27章 丙烯酸聚氨酯和环氧树脂两种清漆涂层在荧光紫外人工气候环境中的老化行为350

27.1 膜厚分析350

27.2 失光率分析351

27.3 黄色指数分析353

27.4 接触角分析354

27.5 附着力分析355

27.6 表面微观形貌分析356

27.7 红外谱图分析357

27.8 XPS分析359

27.9 电化学分析362

小结369

第28章 丙烯酸聚氨酯和环氧树脂两种清漆涂层在氙灯人工气候环境中的老化行为371

28.1 膜厚分析371

28.2 失光率分析372

28.3 黄色指数分析374

28.4 接触角分析375

28.5 附着力分析376

28.6 表面微观形貌分析377

28.7 红外谱图分析378

28.8 XPS分析380

28.9 电化学分析382

小结386

第29章 丙烯酸聚氨酯和环氧树脂两种清漆涂层荧光紫外老化与氙灯老化行为的对比388

29.1 两种加速试验下涂层物理性能的对比388

29.2 两种加速试验下涂层表面化学成分及降解机理的对比391

29.3 两种加速试验下涂层微观形貌的对比394

29.4 两种加速试验的涂层破损区腐蚀行为的对比395

小结397

第30章 丙烯酸聚氨酯清漆室内外老化性能的相关性398

30.1 室内外老化性能对比分析398

30.1.1 红外谱图和XPS对比分析398

30.1.2 物理性能对比分析400

30.2 相关性数学模型的建立与讨论404

小结408

第31章 涂层老化程度对涂层界面附着及金属基体腐蚀行为的影响409

31.1 带人工缺陷老化涂层的EIS研究409

31.1.1 试验方法409

31.1.2 室内加速的带人工缺陷涂层的EIS410

31.1.3 户外暴露的带人工缺陷涂层的EIS412

31.1.4 涂层下金属腐蚀机理的讨论413

31.2 采用SKP技术研究涂层-基体界面微区的腐蚀行为414

31.2.1 试验方法414

31.2.2 SKP结果分析414

31.2.3 涂层体系在0.1mol/L HCl溶液中的膜下腐蚀机理讨论415

小结417

第32章 紫外加速老化对丙烯酸聚氨酯与氟碳涂膜水蒸气透过性能的影响418

32.1 试验材料与方法418

32.2 丙烯酸聚氨酯紫外老化涂膜体系水蒸气透过性能419

32.2.1 丙烯酸聚氨酯涂膜体系水蒸气透过性能419

32.2.2 紫外老化对丙烯酸聚氨酯涂膜体系水蒸气透过性能的影响421

32.3 氟碳紫外老化涂膜体系水蒸气透过性能421

32.3.1 氟碳涂膜体系水蒸气透过性能421

32.3.2 紫外老化对氟碳涂膜体系水蒸气透过性能的影响422

32.4 紫外加速老化后丙烯酸聚氨酯涂膜与氟碳涂膜水蒸气透过性能对比分析423

32.5 紫外加速老化后涂层的EIS425

32.5.1 紫外加速老化丙烯酸涂层体系的EIS426

32.5.3 紫外加速老化丙烯酸聚氨酯面漆环氧底漆涂层体系的EIS427

32.6 紫外加速老化涂层EIS抗渗透性能分析430

小结433

第33章 氟碳涂层在典型大气环境中的老化行为434

33.1 户外暴晒氟碳涂层后表面性能434

33.1.1 膜厚损失434

33.1.2 附着力435

33.1.3 失光率436

33.1.4 微观形貌437

33.1.5 表面接触角439

33.1.6 红外谱图分析440

33.1.7 带缺陷涂层户外暴晒后表面形貌441

33.2 户外暴晒后涂层的EIS443

33.2.1 拉萨地区户外暴晒后涂层的EIS443

33.2.2 武汉地区户外暴露后涂层的EIS449

小结456

参考文献457