寧波材料功能化石墨烯改性自修復(fù)防腐涂料緩蝕機理研究進展

寧波材料功能化石墨烯改性自修復(fù)防腐涂料緩蝕機理研究進展
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，石墨烯在有機防腐涂料領(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一步限制了其在有機防腐涂料中的應(yīng)用。應(yīng)用。

目前，對石墨烯改性有機防腐涂料的研究主要是利用石墨烯的物理屏障來提高復(fù)合涂層的被動防腐能力，而復(fù)合涂層在復(fù)雜的條件下不能滿足涂層的長期要求，為了解決這一問題，海洋功能材料研究人員王立平（音譯）認為。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的ALS團隊和趙海潮博士生劉成寶設(shè)計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性能（納米級，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作用，將天然緩蝕劑組氨酸進行了接枝。石墨烯薄片。通過抑制界面電荷轉(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)過程和緩蝕機理，制備了石墨烯納米容器和納米容器增強型自修復(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，實現(xiàn)了對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，提高涂層的被動抗腐蝕能力。另一方面，當涂層出現(xiàn)缺陷時，涂層的腐蝕能力會降低。缺陷處的腐蝕反應(yīng)導(dǎo)致納米容器中緩蝕劑的釋放，并及時吸附缺陷處的薄膜，防止腐蝕反應(yīng)的進一步發(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，申請發(fā)明專利。

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

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