硅改性石墨烯增強環氧防腐耐磨涂料的研究進展

硅改性石墨烯增強環氧防腐耐磨涂料的研究進展  

雙酚A環氧樹脂是環氧樹脂中應用最廣泛的熱固性樹脂之一。具有固化收縮率低、易成型、粘結性強、機械強度高、耐化學腐蝕等特點。它廣泛用作涂料、粘合劑和復合材料的樹脂基體，環氧樹脂固化形成的三維空隙和缺陷會導致樹脂基體致密性差、阻隔性能低、剪切強度低、摩擦磨損性能差，進一步限制了其在防腐和耐磨方面的應用。-抗磁場。

最近，中國科學院寧波材料工程研究所海洋功能材料組與北京科技大學腐蝕控制系統工程組合作。在王麗萍研究員、趙海超教授、李曉剛教授、張大偉教授、葉玉偉博士等的共同指導下，設計了一系列克服溶劑和基體樹脂中石墨烯（氧化石墨烯）團簇的實驗，石墨烯增強環氧復合涂層具有優異的耐腐蝕性和耐磨性。通過插層溶膠-凝膠反應制備了有機硅/石墨烯雜化材料，石墨烯雜化材料可均勻分散于水性環氧樹脂中，具有一定的電活性。在金屬基體表面形成鈍化膜，協同抑制腐蝕（Carbon，2019，142164-176）。

同時，通過化學改性將多面體低聚倍半氧烷（poss）接枝到氧化石墨烯（go）表面。在無水乙醇、四氫呋喃、二甲苯等多種有機溶劑中制備了超疏水POSS-GO納米片，并將其分散在環氧樹脂中，研究了其在模擬海水中的腐蝕防護和摩擦學行為，發現環氧涂層的硬度、結合強度和韌性增強poss-go后，Ings有不同程度的改善。在模擬海水中浸泡150天后，加入0.5wt%poss-go的環氧復合涂層的阻抗模量最高，吸水率最低。同時，0.5wt%poss-go增強環氧復合涂層在模擬海水中的摩擦系數和磨損率最低，相關研究結果于2018年11月發表在《腐蝕科學》（https://doi.org/10.1016/j.corsci.2018.10.034）上。

以上研究工作由QYZDY-SSW-JSC009、XDA13040601、浙江石墨烯重大科技項目（2015C01006）資助。



圖1（a）透射電鏡圖和（b）基體樹脂中原石墨烯的總體分布，（c）透射電鏡圖和（d）基體樹脂中改性石墨烯的總體分布，（e）涂層的透氧性，（f）涂層的吸水性。

圖2（a-b）純環氧涂層，（c-d）含0.5wt%氧化石墨烯的環氧復合涂層，（e-f）含0.5wt%硅酮改性石墨烯的環氧復合涂層，（g-h）含1wt%硅酮改性石墨烯的環氧復合涂層

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