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海洋腐蚀研究进展(2)—带锈钢铁聚苯胺/环氧树脂共聚物–脲醛树脂微胶囊耐腐蚀自修复涂层

已有 1269 次阅读 2022-4-29 13:53 |个人分类:科研进展|系统分类:科研笔记

对于金属防腐蚀而言,涂装有机涂层是应用最广泛也最便捷的方法之一,而有机涂层长期使用造成的机械损伤可能会破坏其完整性,导致涂层的保护效果降低,水和氧气进入涂层的裂缝,使下方的金属基材腐蚀。

自修复涂层可以在涂层产生损伤后自动进行损伤修复,大大提高修复效率,延长涂层的使用寿命。添加微胶囊作为涂层实现自修复的有效手段之一,在自修复领域有广泛的研究。但是,传统的自修复微胶囊中的修复剂成分单一,用其修复后的区域较之完整的涂层区域耐腐性能降低,容易被腐蚀破坏。因此,研究一种含具有导电能力的囊芯自修复微胶囊对于提高修复后涂层的耐蚀能力具有重要意义。

本工作制备了一种用于带锈基材的含聚苯胺/环氧树脂共聚物脲醛树脂微胶囊的耐腐蚀自修复涂层。在环氧树脂有机溶液中合成聚苯胺制得聚苯胺/环氧树脂共聚物作为囊芯修复剂,用其制备自修复微胶囊,将微胶囊与带锈防锈涂料结合制备出耐腐蚀自修复涂层。

制备的微胶囊的囊芯为聚苯胺/环氧树脂共聚物具有导电性。在制备微胶囊的过程中会有聚苯胺粘附在囊壁上,形成类似双层壳结构。所以,微胶囊在涂层中起到导电填料的作用,使得完整涂层导电性能也有所提升。而当涂层有损伤时,囊芯修复剂流出,进行裂痕修复。修复后的区域填充物为聚苯胺/环氧树脂共聚物,提高了修复区域的导电性,进而提高了修复区域的耐蚀能力。

本工作提高了自修复涂层的整体以及修复处的耐腐蚀性能,提高了涂料的使用寿命,并且涂层可以直接在带锈基材上使用。

  论文题目为“Anti–corrosion and self-healing coatings with polyaniline/epoxy-copolymer-urea-formaldehyde microcapsules for rusty steel sheets”,发表在Journal of Colloid and Interface Science(IF 7.326, 616, 2022: 605-617, https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.02.088)。论文第一作者为山东科技大学研究生韩瑞,通讯作者为何海峰老师,曾荣昌教授指导。

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Fig. 1. Representative results for the prepared microcapsules: (ac) Scanning electron microscope (SEM) pictures of EpoxyUF microcapsules, (d) diameter distribution of EpoxyUF microcapsules, (e and f) SEM pictures of PANI/Epoxy copolymerUF microcapsules, (g) diameter distribution of PANI/Epoxy copolymerUF microcapsules, and (h and i) SEM pictures of shell of PANI/Epoxy copolymerUF microcapsules.

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Fig. 2. Diagram of corrosion resistance: (a) coatings with microcapsules which PANI on the shell, and (b) coatings with PANI/Epoxy copolymerUF microcapsules.



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