Page 20 - 《摩擦学学报》2021年第4期

第 4 期 李桂花, 等: 聚酰胺酰亚胺/聚四氟乙烯复合涂层的制备及其摩擦学性能和耐腐蚀性能 463

和较高的腐蚀电位(−0.391 V)，这也归因于适当的
Corrosive electrolyte
PTFE与PAI比例有效减少了涂层的缺陷，优化了涂层
的致密性，且涂层仍具有较好的疏水特性，使其具有
良好的阻隔性能. 这进一步证明PTFE与PAI质量比为
1时涂层具有优异的耐腐蚀性能，与EIS测量结果得出
的结论一致.
盐雾试验广泛应用于评价涂层的宏观耐腐蚀性 PTFE
能，可以方便直观地体现涂层表面的腐蚀信息，比如
起泡，生锈，破裂和分层等 . 所有涂层经过240 h中性 PAI PAI/PTFE
[1]
盐雾试验前后的外观如图10所示. 从图10中可以清晰
Fig. 11 Schematic diagrams of corrosion protection
地看到，纯PAI涂层表面大面积出现起泡和生锈现象，
mechanism for coatings
腐蚀较为严重；加入PTFE后涂层表面起泡和生锈现象
图 11 涂层腐蚀防护机理图
明显减少，当PTFE与PAI固体质量比为1时，涂层表面
完好无损，没有出现起泡和生锈的迹象；当PTFE与 好的疏水性，有效降低了电解质溶液对涂层表面的润
PAI固体质量比继续增加时，涂层表面又会出现个别 湿，另一方面涂层内部较致密，有效提高了涂层对电
锈点和起泡现象. 这些结果说明当PTFE与PAI固体质 解质溶液的阻隔性能，使得电解质溶液在涂层中的扩
量比为1时，涂层的耐腐蚀性优于其他涂层，与电化学 散路径变得更加曲折，有效阻止了电解质溶液的扩散
测量结果完全吻合. 和渗透，显著提高了涂层的耐腐蚀性能.

以上测量结果表明，添加PTFE有效地改善了
3 结论
PAI涂层的耐腐蚀性能. 腐蚀防护的机理如图11所示.
对于纯PAI涂层，它本身是亲水性的，涂层表面很容易 a. PTFE对PAI涂层的摩擦学性能影响较大，能够
被电解质溶液润湿，而且电解质溶液沿PAI涂层中的 明显降低PAI涂层的摩擦系数及磨损率. 当PTFE与
缺陷和微孔传播过程中没有任何障碍，可以迅速渗透 PAI的固体质量比为0.6时，涂层磨损率为3.72×10 mm /
−6
3
到涂层/基材界面处，发生严重的腐蚀反应. 对于添加 (N·m)，与纯PAI涂层相比，PAI/PTFE涂层耐磨损性能
适量PTFE的涂层(L5涂层)，一方面涂层表面呈现出良
提高了近2倍，摩擦系数低达0.075，相比纯PAI涂层降
低了约60.53%.
0 h 240 h
(a) (b) b. PTFE能够显著提高PAI涂层的耐腐蚀性能，长
L0
期的盐雾试验和电化学测试表明：当PTFE与PAI的固
(c) (d) 体质量比为1时，复合涂层表现出最高的低频阻抗
L1 10 2
模量(2.4×10 Ω∙cm )和最低的腐蚀电流密度(1.23×
2
−9
(e) (f) 10 A/cm )，其耐腐蚀性能最佳；在质量分数为3.5%
L2
NaCl溶液中浸泡240 h后测得的复合涂层低频阻抗值
2
9
(g) (h) 高达3.83×10 Ω∙cm ，仍表现出较好的耐腐蚀性能. 此
L3
外，经过240 h中性盐雾试验，复合涂层表面没有出现
(i) (j) 起泡、生锈等现象.
L4
c. PAI/PTFE复合涂层优异的摩擦学性能以及耐
腐蚀性能归因于PTFE优异的润滑性能以及涂层对腐
(k) (l)
L5
蚀介质阻隔性能的增强.
(m) (n) 参 考 文 献
L6
[ 1 ] Aneja K S, Bohm S, Khanna A S, et al. Graphene based

Fig. 10 Visual morphologies images of composite coatings anticorrosive coatings for Cr(VI) replacement[J]. Nanoscale, 2015,
exposed to salt spray test for 0 h and 240 h 7(42): 17879–17888. doi: 10.1039/c5nr04702a.
图 10 复合涂层盐雾试验0 h和240 h的表面图像 [ 2 ] Sun Weixiang, Liu Yupeng, Li Tinghua, et al. Anti-corrosion of