硅改性石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧防腐耐磨涂料的研究進(jìn)展

硅改性石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧防腐耐磨涂料的研究進(jìn)展  

雙酚A環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂中應(yīng)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(jié)性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕等特點。它廣泛用作涂料、粘合劑和復(fù)合材料的樹脂基體，環(huán)氧樹脂固化形成的三維空隙和缺陷會導(dǎo)致樹脂基體致密性差、阻隔性能低、剪切強(qiáng)度低、摩擦磨損性能差，進(jìn)一步限制了其在防腐和耐磨方面的應(yīng)用。-抗磁場。

最近，中國科學(xué)院寧波材料工程研究所海洋功能材料組與北京科技大學(xué)腐蝕控制系統(tǒng)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(dǎo)下，設(shè)計了一系列克服溶劑和基體樹脂中石墨烯（氧化石墨烯）團(tuán)簇的實驗，石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合涂層具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐磨性。通過插層溶膠-凝膠反應(yīng)制備了有機(jī)硅/石墨烯雜化材料，石墨烯雜化材料可均勻分散于水性環(huán)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(xié)同抑制腐蝕（Carbon，2019，142164-176）。

同時，通過化學(xué)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(jī)溶劑中制備了超疏水POSS-GO納米片，并將其分散在環(huán)氧樹脂中，研究了其在模擬海水中的腐蝕防護(hù)和摩擦學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧涂層的硬度、結(jié)合強(qiáng)度和韌性增強(qiáng)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(huán)氧復(fù)合涂層的阻抗模量最高，吸水率最低。同時，0.5wt%poss-go增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合涂層在模擬海水中的摩擦系數(shù)和磨損率最低，相關(guān)研究結(jié)果于2018年11月發(fā)表在《腐蝕科學(xué)》（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(huán)氧涂層，（c-d）含0.5wt%氧化石墨烯的環(huán)氧復(fù)合涂層，（e-f）含0.5wt%硅酮改性石墨烯的環(huán)氧復(fù)合涂層，（g-h）含1wt%硅酮改性石墨烯的環(huán)氧復(fù)合涂層

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