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  石墨烯是一種理想的二維納米類(lèi)防腐填料。近年來(lái)，由于石墨烯材料規(guī)�；苽浼夹g(shù)的不斷發(fā)展，石墨烯涂料在防腐領(lǐng)域引起了廣泛的研究興趣。大量研究發(fā)現(xiàn)，由于超疏水和“迷宮效應(yīng)”的協(xié)同作用，石墨烯聚合物復(fù)合涂層具有比傳統(tǒng)聚合物涂層更佳優(yōu)異的防護(hù)性能。

  雖然石墨烯材料的防腐研究取得了一定的進(jìn)展，但相關(guān)理論研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)在整體上仍處于初步探索階段，存在許多亟需改進(jìn)或突破的地方。具體而言，石墨烯雖然是理想的防腐材料，在設(shè)備防腐領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)及廣泛的應(yīng)用前景，然而“陰極腐蝕促進(jìn)活性”極大地限制了石墨烯防腐技術(shù)的發(fā)展，需要尋求有效的抑制活性方法突破這一限制。

  中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)涂料與粘合劑團(tuán)隊(duì)針對(duì)石墨烯/聚合物復(fù)合防腐涂層破損后會(huì)加速金屬基體腐蝕這一隱患，分別采用生物質(zhì)呋喃環(huán)氧單體通過(guò)DA反應(yīng)對(duì)石墨烯進(jìn)行表面封裝（如圖1，F(xiàn)mG的制備），實(shí)現(xiàn)了石墨烯/環(huán)氧涂層的長(zhǎng)效防腐。

圖1 （a）通過(guò)DA反應(yīng)制備FmG的機(jī)理，（b）FmG產(chǎn)物，（c）呋喃環(huán)氧單體，（d）改性前后FmG在溶劑中的分散效果對(duì)比

而且，由于存在活性鏈段，F(xiàn)mG可有效提高與環(huán)氧基體之間的界面相容性，改善涂層致密性，并極大地增強(qiáng)氧氣或水蒸氣等物質(zhì)透過(guò)涂層的“迷宮”效應(yīng)，延緩?fù)繉拥氖�。電化學(xué)測(cè)試表明，F(xiàn)mG材料具有優(yōu)良的防護(hù)性能，復(fù)合涂層電阻相對(duì)空白涂層増加了3-4個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)合機(jī)理研究，表明采用絕緣改性“鈍化”石墨烯也可以有效地抑制“陰極腐蝕促進(jìn)活性”（如圖2）。相關(guān)工作發(fā)表在Carbon, 2018, 138, 197-206。

圖2 不同涂層體系的腐蝕機(jī)理：（a）純環(huán)氧涂層，（b）未改性石墨烯/環(huán)氧涂層，（c）FmG/環(huán)氧涂層。

  上述研究工作獲得寧波市石墨烯重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（2017D10022）和寧波市國(guó)際人才項(xiàng)目（2016S1003）等的資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.06.018