题目：聚天门冬氨酸酯树脂合成及涂料研究

由于聚天门冬氨酸酯涂料具有优异的保光、保色性，极好的耐化学和耐腐蚀性能等诸多优点，近年来受到人们越来越广泛的重视。本论文以二烷基马来酸酯和3,3-二甲基-4,4-二环己基甲烷二胺(DMDC)等为原料，通过麦克尔加成反应合成了聚天门冬氨酸酯树脂，用硫醇-碘滴定分析法研究了聚天门冬氨酸酯树脂合成的动力学，然后采用FTIR技术对所合成的聚天门冬氨酸酯树脂的分子结构进行了表征。本论文还利用临界颜料体积浓度理论对聚天门冬氨酸酯聚脲涂料配方的开发过程进行了研究，采用高压无气喷涂的施工工艺制备了涂层，并测试了涂层的机械、力学、物理和化学性能。通过将制备出的聚天门冬氨酸酯聚脲涂层/Q235钢试样置于各种不同的典型腐蚀环境(盐雾环境、3.5%NaCl溶液、紫外辐射的3.5%NaCl溶液、湿热)中进行的交流阻抗测试试验，得出了各不同阶段的试样的电化学特征，通过对各阶段交流阻抗数据进行分析，模拟出聚天门冬氨酸酯聚脲涂层/Q235钢体系的等效电路图，从而获得了聚天门冬氨酸酯聚脲涂层/Q235钢体系的电化学特征数据，如体系界面双电层电容(Cdl)、涂层电阻(Rc)、溶液电阻(Rs)、涂层电容(Cc)和界面腐蚀反应的电荷转移电阻(Rct)等，以此来表征出涂层的防腐蚀性能及涂层的失效过程。

结果表明3,3-二甲基-4,4-二环己基甲烷二胺(DMDC)与马来酸二乙酯在室温下可以发生非碳原子的麦克尔加成反应，其反应级数为2级，反应活化能小于40kJ/mol，并且该反应产物的粘度比较小，适宜作为无溶剂涂料的成膜物质；利用涂层密度法求出当涂层的临界颜料体积浓度(CPVC)λ小于1且接近于1时，涂层具有优异的抗渗透性能；环氧粉末涂料底层+弹性的无溶剂聚天门冬氨酸酯聚脲涂料面层的这种涂层结构表现出了与现行管道主要防腐材料标准相符合的性能。

制备出的聚天门冬氨酸酯聚脲（PAE）涂层/Q235钢试样在各种不同的典型环境交流阻抗谱测试结果表明：

(1) PAE涂层在盐雾环境中与在3.5%NaCl溶液环境中相比，更容易出现表现涂层/Q235钢界面特征的第二时间常数，电阻的下降速度和电容的增加速度都更高，更容易达到吸水饱和状态而出现较多的涂层孔隙率，涂层表面更容易起泡和粗糙。

(2) 紫外辐射导致了PAE涂层在3.5%NaCl溶液中涂层电阻的快速下降、电容的快速增加、吸水率的下降、涂层的龟裂和分子基团的局部断裂。

(3) 无机盐NaCl的存在加速了PAE涂层在潮湿环境中涂层电阻的下降、电容的增加、吸水率的下降及PAE分子基团的局部断裂和涂层龟裂。

PAE涂层/Q235钢在四种试验环境中具有不同的等效电路演化规律，通过研究得到了水分子的状态、紫外辐射和NaCl等三种因素对PAE涂层/Q235钢的等效电路演化规律的作用，具体如下：

(1) 水分子的存在状态不影响PAE涂层/Q235钢在3.5%NaCl中失效过程时的等效电路的演变规律，只是促进了基体金属的腐蚀和PAE涂层的快速失效。

(2) 紫外辐射使PAE涂层/Q235钢在3.5%NaCl中失效过程时的两等效电路模型演变成四等效模型，并且促进了基体金属的腐蚀和PAE涂层的快速失效。

(3) NaCl的存在使PAE涂层/Q235钢在湿热环境中失效过程时的四等效电路模型演变成两等效模型，并且促进了基体金属的腐蚀和PAE涂层的快速失效。