?中科院寧波材料所開發(fā)出可自行恢復(fù)防腐作用的石墨烯改性有機涂層

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石墨烯是一種二維納米材料，具有良好的力學(xué)性能、高的長徑比及優(yōu)異的阻隔性能，近年來在有機腐蝕防護涂層領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。然而，石墨烯和涂層基體樹脂的界面相容性較差，進而導(dǎo)致涂層微孔、微裂紋等缺陷，同時，石墨烯的高導(dǎo)電性可能引起電偶腐蝕也限制了其進一步應(yīng)用。美國西北大學(xué)黃嘉興從電化學(xué)電位角度強調(diào)石墨烯在腐蝕過程中做正極，會加速金屬的腐蝕。解決這一問題可采取以下應(yīng)對措施：①研發(fā)石墨烯-聚合物復(fù)合涂層；②在石墨烯中添加負(fù)極材料；③實現(xiàn)石墨烯涂層的自愈，抑制局部腐蝕（Nat.Nanotechnol.,2017,12,834-835）。



日前，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋功能材料團隊指導(dǎo)的有機功能涂層小組通過絕緣封裝、表面鈍化來抑制石墨烯的腐蝕促進行為，開發(fā)出一種可自行恢復(fù)其原有的防腐作用的石墨烯改性有機涂層技術(shù)，可延長涂層使用壽命，具有巨大的經(jīng)濟價值和發(fā)展空間。

該涂層采用旋涂技術(shù)，可在金屬材料表面涂覆，涂層防腐效果明顯，物理化學(xué)性能穩(wěn)定。涂層修復(fù)劑采用層狀雙金屬氫氧化物（LDH）將分子體積小的可溶性導(dǎo)電聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）固定在層間，同時與石墨烯進行靜電組裝，提高石墨烯的靈活性與分散性。該材料的絕緣表面有效避免了石墨烯-金屬基底及石墨烯片層間接觸所引發(fā)的腐蝕促進現(xiàn)象，通過抑制界面處的電荷傳輸，有效提高了涂層的耐腐蝕性能，這將有利于實現(xiàn)復(fù)合涂層對金屬基底的長效腐蝕防護。另一方面，當(dāng)涂層產(chǎn)生缺陷后，缺陷處的腐蝕性介質(zhì)滲透產(chǎn)生的鎂離子PEDOT/PSS發(fā)生離子交聯(lián)，在一定程度上修補涂層缺陷，阻止腐蝕反應(yīng)的進一步發(fā)生，具有一定的自修復(fù)性能。相關(guān)工作發(fā)表于Mater.Chem.Front.,2019,3,321-330，并申請了國家發(fā)明專利（CN2010050740.9）。



上述研究工作獲得國家杰出青年科學(xué)基金（5182550）、中科院前沿科學(xué)研究計劃（QYZDY-SSW-JSC009）以及浙江省自然科學(xué)基金（Y16B040008）等的資助。



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圖1涂層電化學(xué)腐蝕原理及過程（來源：Nat.Nanotech.）



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圖2（a）石墨烯絕緣封裝材料制備示意圖；(b,c,d)不同涂層缺陷處的局部交流阻抗分布與(e)修復(fù)機理

本文出自東莞市捷誠石墨制品有限公司官網(wǎng)：http://hrbhunqing.com 權(quán)威發(fā)布，    東莞市捷誠石墨制品有限公司是一家集銷售、應(yīng)用開發(fā)，產(chǎn)品加工的石墨專業(yè)廠家，專門為模具行業(yè)、機械行業(yè)、真空熱處理爐、電子半導(dǎo)體及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)等提供石墨材料、石墨電極和相關(guān)的石墨制品，歡迎致電13549365158更多關(guān)于石墨制品方面信息，可回本網(wǎng)站產(chǎn)品頁面詳細(xì)了解點擊：石墨制品  石墨模具  石墨坩堝 石墨轉(zhuǎn)子 石墨軸承 石墨板 石墨棒 石墨匣體 石墨熱場 真空爐石墨制品 電子石墨模具