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1、PMMA/MMT纳米复合材料耐腐蚀行为研究金属材料工程02080105杨静指导教师杨瑞成教授摘要对聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土（PMMA/MMT）复合材料在硫酸介质中的腐蚀情况进行了研究，探讨了蒙脱土含量、硫酸浓度以及腐蚀时间对腐蚀速率的影响，并用FTIR、XPS、SEM和EDS对腐蚀产物膜进行分析。结果表明，硫酸浓度较低且腐蚀时间较短时，含有2%~3%蒙脱土的复合材料的腐蚀速率比纯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)明显降低；PMMA及其复合材料的腐蚀速率随腐蚀时间的延长而下降，随硫酸浓度的增加而上升；硫酸浓度越高或腐蚀时间越长，复合材料中蒙脱土的片层阻隔作用越不明显

2、。PMMA与PMMA/MMT纳米复合材料的腐蚀产物为C、H、O和S元素，对C1s、O1s和S2p峰精细扫描及分峰拟合表明，这些元素以S-O、C=O、C-O、O-H、C-H和C-C的形式存在，蒙脱土的阻隔效应，使得复合材料中的PMMA基体降解行为减弱。关键词：硫酸；腐蚀速率；聚甲基丙烯酸甲酯；蒙脱土；复合材料AbstractThispaperstudiesthecorrosionofsulphuracidinpolymethylmethacrylate/montmorillonitecompositesanddiscussestheeffectsofconce

3、ntrationandcorrosiontimeofsulfuricacidandcontentofmontmorilloniteonthecorrosionrate.ThecorrosionproductswereanalyzedbyFTIR,XPS,EDSandSEM.Theresultsshowthatthecorrosionrateofcompositescontaining2%~3%montmorilloniteislowerobviouslythanthatofpurePMMAwhentheconcentrationofsulfuricacidi

4、slowandtimeofcorrosionisshort;thecorrosionratesofbothPMMAanditscompositesdecreasewiththeincreasingofcorrosiontimebutincreasewiththeincreaseoftheconcentrationofsulfuricacid;thelongerofthecorrosiontimeorhigheroftheconcentrationofsulfuricacid,theweakerofthebarrierabilityofmontmorillon

5、itelayerincomposites.ThecorrosionproductsofbothPMMAanditsnanocompositesareC,H,OandS,XPSfinescanningandadevolutionintomultiplesubpeaksoftheC1s,O1sandS2ppeaksrevealthatallaboveelementsarepresentasS-O,C=O,C-O,O-H,C-HandC-C,andthebarriereffectofmontmorillonitelayerincompositesmakesthed

6、egradationbehaviorofPMMAweakerthanthatofpurePMMA.Keywords:sulfuricacid;corrosionrate;polymethylmethacrylate;montmorillonite;composites一、前言聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是透明性最好的聚合物材料之一，具有优良的耐蚀性、电绝缘性和加工性能，但其硬度低，不耐刮伤，且耐热性较差，蒙脱土的加入，实现了无机物和有机物在纳米尺度上的复合，具有较好的耐热性、阻燃性和力学性能，有广阔的发展前景[1]。但PMMA原本优良的耐蚀性能在改性前后的变

7、化情况尚未见文献报道。鉴于此，本文对聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土(PMMA/MMT)复合材料的硫酸腐蚀行为进行研究。二、实验原料、方法及仪器将自制的不同MMT含量的PMMA/MMT纳米复合材料切割成尺寸为20mm×30mm×6mm的试样。采用失重法研究MMT含量、种类、硫酸浓度和腐蚀时间对PMMA腐蚀速率的影响。取3次平行试验的平均值作为测试结果。分别采用FTIR、XPS、EDS和SEM对腐蚀产物膜进行成分和形貌分析。三、结果与讨论（一）蒙脱土含量、腐蚀时间及硫酸浓度对腐蚀速率的影响由图1可知，腐蚀时间、硫酸浓度一定时，随着MMT质量分数的增加（0%~4%），试

8、样的腐蚀速率先减小后增加，MMT质量分数为2%~3%