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石墨烯改性有机防腐涂料研究进展
来源:www.syjphg.com 发布时间:2019/6/11 14:59:32
经过10多年的发展,石墨烯逐渐成为一个热门的科学课题,其巨大的工业发展前景引起了世界的关注。研究人员致力于石墨烯在材料、电子、能源和生物领域的应用,使石墨烯成为最受欢迎的纳米材料。由于具备优异的化学稳定性、热稳定性和阻隔性能,石墨烯在金属腐蚀防护领域得到了广泛的研究。石墨烯在腐蚀防护领域中主要有两方面的应用,分别为石墨烯防腐蚀膜和石墨烯改性有机防腐蚀涂料,本文主要介绍石墨烯改性有机防腐涂料近年来的研究进展。

将石墨烯或其衍生物作为填料加入到传统的有机防腐蚀涂料,是石墨烯在金属防腐蚀中非常重要的一个应用。石墨烯复合涂层的研究始于2012年,该方法主要利用石墨烯的化学惰性和阻隔性来延长腐蚀介质在涂层中的传播路径,这是石墨烯防腐涂层的基本设计理念。
防腐涂料
最初的研究是通过物理混合的方式,将未经任何处理的石墨烯作为填料简单地添加到有机涂料中。纯石墨烯的表面缺乏活性官能团,在应用之前经常需要进行表面改性。因此,目前研究人员在有机防腐涂料中添加的是氧化石墨烯(GO)或部分还原的氧化石墨烯(rGO)。

结果表明:掺杂氧化石墨烯的环氧涂层对碳钢的防护效果得到明显改善。事实上,石墨烯与有机涂料的简单物理掺杂是不常见的。这是因为石墨烯与树脂材料的相容性不理想,甚至会产生不良影响。此外,石墨烯和氧化石墨烯的高比表面积及表面能导致其易于团聚。因此,在有机防腐涂料的应用中,石墨烯的稳定和均匀分散是必不可少的。通常在石墨烯和氧化石墨烯的表面进行官能团改性,以降低其表面能。通过官能团之间的排斥或与树脂聚合物的结合来实现石墨烯在树脂中的有效分散和相容性。

到目前为止,石墨烯复合材料应用于各种涂料中,以制备改性有机防腐蚀涂层,例如环氧树脂、聚氨酯、聚苯胺、醇酸树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛涂层体系。在下文中,将对石墨烯在有机防腐涂料中的分散和应用进行阐述。