石墨烯是一種理想的二維納米類防腐填料。近年來，由于石墨烯材料規(guī)模化制備技術(shù)的不斷發(fā)展，石墨烯涂料在防腐領(lǐng)域引起了廣泛的研究興趣。大量研究發(fā)現(xiàn)，由于超疏水和“迷宮效應(yīng)”的協(xié)同作用，石墨烯聚合物復(fù)合涂層具有比傳統(tǒng)聚合物涂層更佳優(yōu)異的防護(hù)性能。下面青島賽諾聚乙烯蠟小編為您分享寧波材料所在高性能石墨烯陰極防腐圖層領(lǐng)域取得的進(jìn)展。

雖然石墨烯材料的防腐研究取得了一定的進(jìn)展，但相關(guān)理論研究和技術(shù)開發(fā)在整體上仍處于初步探索階段，存在許多亟需改進(jìn)或突破的地方。具體而言，石墨烯雖然是理想的防腐材料，在設(shè)備防腐領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)及廣泛的應(yīng)用前景，然而“陰極腐蝕促進(jìn)活性”極大地限制了石墨烯防腐技術(shù)的發(fā)展，需要尋求有效的抑制活性方法突破這一限制。聚乙烯蠟

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)涂料與粘合劑團(tuán)隊(duì)針對(duì)石墨烯/聚合物復(fù)合防腐涂層破損后會(huì)加速金屬基體腐蝕這一隱患，分別采用生物質(zhì)呋喃環(huán)氧單體通過DA反應(yīng)對(duì)石墨烯進(jìn)行表面封裝（如圖1，F(xiàn)mG的制備），實(shí)現(xiàn)了石墨烯/環(huán)氧涂層的長(zhǎng)效防腐。而且，由于存在活性鏈段，F(xiàn)mG可有效提高與環(huán)氧基體之間的界面相容性，改善涂層致密性，并極大地增強(qiáng)氧氣或水蒸氣等物質(zhì)透過涂層的“迷宮”效應(yīng)，延緩?fù)繉拥氖А?

圖1 （a）通過DA反應(yīng)制備FmG的機(jī)理，（b）FmG產(chǎn)物，（c）呋喃環(huán)氧單體，（d）改性前后FmG在溶劑中的分散效果對(duì)比聚乙烯蠟

電化學(xué)測(cè)試表明，F(xiàn)mG材料具有優(yōu)良的防護(hù)性能，復(fù)合涂層電阻相對(duì)空白涂層増加了3-4個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)合機(jī)理研究，表明采用絕緣改性“鈍化”石墨烯也可以有效地抑制“陰極腐蝕促進(jìn)活性”（如圖2）。相關(guān)工作發(fā)表在Carbon, 2018, 138, 197-206。

圖2 不同涂層體系的腐蝕機(jī)理：（a）純環(huán)氧涂層，（b）未改性石墨烯/環(huán)氧涂層，（c）FmG/環(huán)氧涂層。

上述研究工作獲得寧波市石墨烯重大專項(xiàng)項(xiàng)目（2017D10022）和寧波市國(guó)際人才項(xiàng)目（2016S1003）等的資助。（中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所）

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