2024-03-01197
石墨烯防腐涂料作為一種新型的防腐涂料,可極大提高涂料的包括防腐性能在內的各項性能指標,同時可賦予傳統防腐涂料所不具備的部分特殊功能。但是但石墨烯比表面積及層間范德華力大,導致其在涂料中易發生部分團聚,不能達到預期的防腐效果,故需要對石墨烯進行改性,改善其與涂料的相容性和分散穩定性。氧化石墨烯作為石墨烯的代表性衍生物,其表面含有大量的羥基、環氧基和羧基等含氧官能團,為氧化石墨烯的共價或非共價改性提供多種可能。
1:氧化石墨烯的共價改性
氧化石墨烯在涂料中的分散效果對涂層防腐性能有很大影響。為減少氧化石墨烯在涂料中的團聚,提高其在涂料中的分散穩定性,需對氧化石墨烯進行改性,改善表面雙親性,減小層間范德華力。共價改性是當前業界使用較多的做法。常用的共價改性劑主要有硅烷偶聯劑、胺類小分子、異氰酸酯類、聚合物類、和其他改性劑。
2:氧化石墨烯的非共價改性
非共價改性是指改性劑與氧化石墨烯以非共價鍵作用,如:π-π作用、氫鍵,或靜電作用等,以此改善氧化石墨烯在涂料中的分散性。非共價改性能夠保持原有化學鍵不斷裂,但非共價鍵的穩定性比共價鍵弱,導致非共價改性的氧化石墨烯結構穩定性較差。
氧化石墨烯經改性劑改性后,得到的改性氧化石墨烯與涂料間的界面相互作用得以改善,改性氧化石墨烯能夠更好地分散在涂料中,不僅能夠填充涂層孔隙,延長腐蝕介質通過涂層的路徑,還能發揮其物理屏蔽等作用,進而提升涂層的防腐性能,使涂層能夠長時間對金屬進行有效保護。此外,部分改性氧化石墨烯還能賦予有機涂層許多特殊的性能,如:自愈合性、超疏水性和耐磨性等。
改性氧化石墨烯在防腐涂料中的應用雖有一定研究, 但仍存在著挑戰,目前主要面臨的問題有:
(1)改性氧化石墨烯在涂料中的防腐機制仍不全面,主要機理為延長腐蝕介質的擴散路徑和物理屏蔽作用,還需對防腐機理進行進一步探討。(2)改性氧化石墨烯與不同有機涂料的相容性和分散穩定性差異較大。
摘錄自化工新型材料第51卷 第 12 期 ,如有侵權請告知刪除。