新型石墨烯防腐涂料发展势头良好


  近些年,材料的腐蚀问题十分常见,金属腐蚀已然成为各国重视的问题,尤其涉及国防发展领域。海洋大气为恶劣的腐蚀环境之一。海洋船舰以及沿海行驶车辆在使用过程中,由于其表面的含盐量剧增,长期处于干湿交替、昼夜高低温交变的腐蚀环境中,经常在其表面形成一层富氧高盐分的液膜,使其遭受极为强烈的腐蚀,给海防装备的使用和车、船等行驶埋下安全隐患,严重降低其使用的稳定性和持久性。

  同时,相关领域使用的金属材料存在材质多样、种类繁多的问题,导致其腐蚀问题大量存在,维护保养困难,很难找到一种普适性的防腐方法。因此,开发新型、防腐技术具有重要意义。相比于以往开发的新型耐腐蚀材料和阴极保护技术等两类方法,改性石墨烯涂层防腐蚀技术由于选择性宽、可用范围广、应用施工方便、节约能源等优点,是迄今有效、经济和应用为普遍的方法。

  石墨烯为防腐涂料发展提供契机

  石墨烯是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料,是碳原子以sp2杂化轨道组成的六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在实验室成功地从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在。毫无疑问它是目前世界上强度优的材料,如果把食品保鲜膜一样厚度的石墨烯覆盖在一只杯子上,要用一头大象站在铅笔上产生的力才能戳穿它。

  石墨烯的发现为防腐涂料的发展提供了契机,研究者们在以环氧树脂为成膜物质的防腐涂料中添加石墨烯或者氧化石墨烯,以求得到更好的耐腐蚀性涂料。石墨烯添加到涂料中可制备纯石墨烯涂料和石墨烯复合涂料。纯石墨烯涂料是纯石墨烯在金属表面发挥防腐蚀、导电等作用的功能涂料;石墨烯复合涂料是石墨烯首先与聚合物树脂复合,然后以复合材料制备功能涂料,石墨烯可显著提升聚合物的性能,因此石墨烯复合涂料成为石墨烯的重要应用研究领域。

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