调控表面石墨烯−环氧树脂复合涂层的仿生界面和取向也能提高合金的防腐性能？

山东科技大学和郑州大学近期通过旋涂方法制备具有“砖泥”结构的仿生石墨烯−环氧树脂复合涂层，石墨稀仿佛砖块被环氧树脂连接起来。合成咪唑基离子液体修饰的石墨烯(GI)以改善石墨烯(G)和环氧树脂之间的界面相容性。通过扫描电镜、拉曼光谱、X 射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱观察和分析其表面形貌和化学结构，利用热成像仪记录表面温度变化，通过体积表面积电阻率测试 仪和激光闪点法分别测定涂层的表面电阻率和导热系数，通过电化学阻抗谱和盐雾腐蚀试验表征其耐蚀性。复合涂层中的经修饰的石墨烯层呈现出近似平行的取向，从而提高热传导和静电耗散效率。穿过平面的导热系数和表面电阻率分别为0.77 W·m⁻¹ ·K⁻¹ 和 1.6×10⁶ Ω·cm。电化学阻抗谱测试表明，经过40天的浸泡，涂层的低频模量达到 6.76×10¹⁰ Ω·cm²，比纯环氧涂层提高约2个数量级，表现出优异的耐腐蚀性。

图：仿生涂料的制备及其不同石墨烯添加量的SEM横截面

最终，(1) 经过修饰后显著改善了石墨烯片与树脂涂层的界面相容性。SEM图形中断口形貌研究表明，涂层中的针孔和缺陷被成功地减少，有助于提高涂层的密度。

(2)与纯环氧涂料相比，“砖泥”结构仿生复合涂料的导热系数提高了2倍，在热试验中表现出更佳的散热能力。“砖泥”结构中的定向石墨烯纳米片促进了电荷转移，并有助于降低涂层的表面电阻率(1.6×10⁶ Ω·cm)，表明涂层具有良好的静电耗散性能。

(3)电化学和盐雾实验结果表明，仿生复合涂层的耐蚀性能得到了提高，阻抗值为6.76×10¹⁰ Ω·cm2

该研究基于仿生策略的多功能复合涂料有望在复杂恶劣环境中得到应用。

摘录自：Transaction of Nonferrous Metals Society of China，如有侵权，请告知删除。