宁波材料功能化石墨烯改性自修复防腐涂料缓蚀机理研究进展

宁波材料功能化石墨烯改性自修复防腐涂料缓蚀机理研究进展
石墨烯是一种二维纳米材料，具有良好的力学性能、高纵横比和优异的阻隔性能。近年来，石墨烯在有机防腐涂料领域引起了广泛的关注，但由于石墨烯与涂层基体树脂界面相容性差，涂层中存在微孔、微裂纹等缺陷，以及石墨烯高导电性引起的电偶腐蚀可能进一步限制了其在有机防腐涂料中的应用。应用。

目前，对石墨烯改性有机防腐涂料的研究主要是利用石墨烯的物理屏障来提高复合涂层的被动防腐能力，而复合涂层在复杂的条件下不能满足涂层的长期要求，为了解决这一问题，海洋功能材料研究人员王立平（音译）认为。中国科学院宁波材料技术与工程研究所的ALS团队和赵海潮博士生刘成宝设计了一系列功能化石墨烯，解决了涂层微缺陷引起的腐蚀反应，将绿色缓蚀剂咪唑离子液体引入石墨烯表面。用共价法得到离子液体功能化石墨烯，该功能化石墨烯能均匀分散在水性树脂中，并具有一定的缓蚀作用。能有效抑制缺陷界面的金属腐蚀反应，大大提高涂层的防护性能（纳米级，2018，10，8115-8124），为避免石墨烯金属基体与石墨烯片层接触而引起的腐蚀促进作用，将天然缓蚀剂组氨酸进行了接枝。石墨烯薄片。通过抑制界面电荷转移，有效地提高了涂层的耐腐蚀性能。

为了研究涂层中微缺陷的电化学反应过程和缓蚀机理，制备了石墨烯纳米容器和纳米容器增强型自修复涂层，利用环糊精分子与纳米容器中缓蚀剂的主客体相互作用，实现了对涂层中微缺陷的加载。缓蚀剂分子。缓蚀剂在纳米容器中的释放过程显示出pH响应，纳米容器可以根据石墨烯的阻隔性能降低腐蚀介质的渗透速率，提高涂层的被动抗腐蚀能力。另一方面，当涂层出现缺陷时，涂层的腐蚀能力会降低。缺陷处的腐蚀反应导致纳米容器中缓蚀剂的释放，并及时吸附缺陷处的薄膜，防止腐蚀反应的进一步发生，显示出一定的自修复性能，相关工作已在ACS应用材料界面上发表，申请发明专利。

以上研究工作由中国科学院百人计划、中国科学院前沿科学研究计划、中国科学院领导项目、浙江省石墨烯重大科技项目资助。

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