【海洋防腐技术】海洋防护涂层研究中取得重要进展

涂层是使用最广泛、最有效的一种金属腐蚀防护手段。为应对苛刻环境（如海洋环境）的腐蚀，通常需要在防护涂层中添加缓蚀剂，为涂层提供“主动防护”功能。然而，缓蚀剂分子的简单直接掺杂会对涂层造成破坏，且缓蚀剂会发生快速泄露。为解决上述技术问题，近年来，人们提出了“纳米存储器”技术，即先将缓蚀剂分子存储于一类多孔的纳米容器中，而后将纳米容器掺杂入防护涂层，取得了良好的效果。

但已经报道的“纳米存储器”，例如介孔SiO2、环糊精、层状双金属氢氧化物(LDH)、金属有机框架化合物(MOF)等大多是亲水的。这导致“纳米存储器”对腐蚀介质如水和氧气等缺乏阻挡性能（即“被动防护”功能），一旦“纳米存储器”中的缓蚀剂完全释放后，涂层的防护性能急剧下降。

为此，南方实验室海洋工程材料与腐蚀控制创新团队研究人员在2017年首次在超疏水SiO2薄膜中负载缓蚀剂，并将此薄膜直接用于Al合金的防护。在此基础上，最近正式提出“超疏水纳米存储器”的概念。研究人员通过对传统MOF材料进行化学接枝改性制备，得到超疏水的MOF“纳米存储器”，进一步负载缓蚀剂（2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑，AMT）后掺入聚乙烯醇缩丁醛（PVB）涂层中，得到兼具“主动防护”和“被动防护”功能的海洋防护涂层。分子动力学模拟的结果表明，超疏水“纳米存储器”体系比亲水纳米存储器体系更稳定；而且，超疏水纳米容器的长链穿插在树脂孔中，形成了互锁结构；与水层结合能的计算结果表明超疏水纳米存储器的掺杂提升了涂层体系的整体疏水性，提高了涂层的阻挡性能。该成果有望在新一代海洋防护涂层的研制和开发中取得应用。

相关成果近日发表于国际顶尖化工期刊Chemical Engineering Journal（中科院SCI一区，影响因子13.273），论文的通讯作者为创新团队核心成员胡吉明教授，第一作者为浙江大学博士研究生赵越。

图1 超疏水纳米存储器制备过程示意图

该成果受到国家自然科学基金项目和南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。

原文链接：Superhydrophobic nanocontainers for passive and active corrosion protection, Chemical Engineering Journal, 2022.

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

​