新型电迁移性阻锈剂的研制及其阻锈效果与机理的研究

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1、博士学位论文新型电迁移性阻锈剂的研制及其阻锈效果与机理的研究作者姓名费飞龙学科专业材料学指导教师余其俊教授所在学院材料科学与工程论文提交日期2015年5月ITheinvestigationonthepreparationofatailoredelectro-migratingcorrosioninhibitoranditscorrosioninhibitionperformanceandmechanismADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorofPhilosophyC

2、andidate：FeiFeilongSupervisor：Prof.YuQijunSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,ChinaI分类号：TU528学校代号：10561学号：201010103518华南理工大学博士学位论文新型电迁移性阻锈剂的研制及其阻锈效果与机理的研究作者姓名：费飞龙指导教师姓名、职称：余其俊教授申请学位级别：工学博士学科专业名称：材料学研究方向：高性能无机材料论文提交日期：2015年5月论文答辩日期：2015年6月1日学位授予单位：华南理工大学

3、学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：徐雪青研究员委员：王新祥教授级高工吴建青教授文梓芸教授余其俊教授韦江雄教授I华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：2015年6月3日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学

4、位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。√不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《

5、中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打―√‖)作者签名：日期：2015年6月3日指导教师签名：日期2015年6月3日作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)I摘要钢筋锈蚀是造成混凝土结构提前失效的最主要原因之一，钢筋锈蚀的防护和修复也一直是钢筋混凝土耐久性的研究重点。在众多钢筋腐蚀的防护技术中，电化学除盐和使用迁移性阻锈剂被认为是两种较有效、实用的钢筋混凝土阻锈方法，但由于其本身的缺点和局限性，存在着某些方面的不足，如电化学除盐后钢筋自腐蚀电位负移，在侵蚀环境作用下易发生“二次

6、腐蚀”；迁移性阻锈剂很难完全到达钢筋表面，对钢筋进行有效保护。本课题提出电迁移性阻锈剂的方法，在电化学除盐过程中使阻锈剂有效迁移至钢筋表面，在对锈蚀钢筋表面混凝土层进行脱盐、提高碱度的同时，使阻锈剂快速迁移进入混凝土并包裹在钢筋表面，形成对钢筋的多重防护，有效地提高钢筋的保护效率，并缩短修复时间和降低成本。本文围绕电迁移性阻锈剂的分子结构设计、合成及其在钢筋混凝土中的作用过程和机理等问题展开了系统研究，主要包括：基于电场作用下的迁移速率和对钢筋的阻锈效果，对阻锈剂的分子结构进行功能性设计，成功研发了一系列电迁移性

7、阻锈剂；在此基础上，阐明了电迁移性阻锈剂的分子结构与其对钢筋的阻锈效果、在混凝土中的迁移动力学之间的构效关系，揭示了电迁移性阻锈剂对钢筋的防蚀机理和对混凝土组成、结构与性能影响的作用机制。具体研究工作包括：（1）根据电场作用下对外加剂的快速迁移和有效阻锈的技术要求，提出以咪唑啉为主要阻锈基团，并将其进行阳离子化的思路；以不同分子量的脂肪酸为原料，合成了在碱性环境中能溶于水、电离产生阳离子阻锈功能基团的系列咪唑啉季铵盐（IQS）；研究了合成过程中各种因素对合成产物种类及产率的影响，获得了各种咪唑啉季铵盐较适宜的合成

8、工艺条件，其合成产率可达90%以上。（2）研究了咪唑啉季铵盐在含3.5%氯化钠的混凝土模拟孔溶液中对钢筋的阻锈作用及机理。咪唑啉季铵盐对钢筋具有较好阻锈效果，并存在一个较佳掺量：当掺量为1.0%时，其阻锈效果显著优于掺量为2.0%醇胺类有机阻锈剂。咪唑啉季铵盐分子中咪唑啉杂环上1N与4N原子的电荷密度最大，是阻锈剂与钢筋表面铁原子键合的吸附中心，其电荷密度直接决定阻锈剂对