寧波材料功能化石墨烯改性自修復(fù)防腐涂料緩蝕機(jī)理研究進(jìn)展

寧波材料功能化石墨烯改性自修復(fù)防腐涂料緩蝕機(jī)理研究進(jìn)展
石墨烯是一種二維納米材料，具有良好的力學(xué)性能、高縱橫比和優(yōu)異的阻隔性能。近年來(lái)，石墨烯在有機(jī)防腐涂料領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，但由于石墨烯與涂層基體樹(shù)脂界面相容性差，涂層中存在微孔、微裂紋等缺陷，以及石墨烯高導(dǎo)電性引起的電偶腐蝕可能進(jìn)一步限制了其在有機(jī)防腐涂料中的應(yīng)用。應(yīng)用。

目前，對(duì)石墨烯改性有機(jī)防腐涂料的研究主要是利用石墨烯的物理屏障來(lái)提高復(fù)合涂層的被動(dòng)防腐能力，而復(fù)合涂層在復(fù)雜的條件下不能滿足涂層的長(zhǎng)期要求，為了解決這一問(wèn)題，海洋功能材料研究人員王立平（音譯）認(rèn)為。中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的ALS團(tuán)隊(duì)和趙海潮博士生劉成寶設(shè)計(jì)了一系列功能化石墨烯，解決了涂層微缺陷引起的腐蝕反應(yīng)，將綠色緩蝕劑咪唑離子液體引入石墨烯表面。用共價(jià)法得到離子液體功能化石墨烯，該功能化石墨烯能均勻分散在水性樹(shù)脂中，并具有一定的緩蝕作用。能有效抑制缺陷界面的金屬腐蝕反應(yīng)，大大提高涂層的防護(hù)性能（納米級(jí)，2018，10，8115-8124），為避免石墨烯金屬基體與石墨烯片層接觸而引起的腐蝕促進(jìn)作用，將天然緩蝕劑組氨酸進(jìn)行了接枝。石墨烯薄片。通過(guò)抑制界面電荷轉(zhuǎn)移，有效地提高了涂層的耐腐蝕性能。

為了研究涂層中微缺陷的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和緩蝕機(jī)理，制備了石墨烯納米容器和納米容器增強(qiáng)型自修復(fù)涂層，利用環(huán)糊精分子與納米容器中緩蝕劑的主客體相互作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)涂層中微缺陷的加載。緩蝕劑分子。緩蝕劑在納米容器中的釋放過(guò)程顯示出pH響應(yīng)，納米容器可以根據(jù)石墨烯的阻隔性能降低腐蝕介質(zhì)的滲透速率，提高涂層的被動(dòng)抗腐蝕能力。另一方面，當(dāng)涂層出現(xiàn)缺陷時(shí)，涂層的腐蝕能力會(huì)降低。缺陷處的腐蝕反應(yīng)導(dǎo)致納米容器中緩蝕劑的釋放，并及時(shí)吸附缺陷處的薄膜，防止腐蝕反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，顯示出一定的自修復(fù)性能，相關(guān)工作已在ACS應(yīng)用材料界面上發(fā)表，申請(qǐng)發(fā)明專利。

以上研究工作由中國(guó)科學(xué)院百人計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)研究計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)項(xiàng)目、浙江省石墨烯重大科技項(xiàng)目資助。

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