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石墨烯在水性防腐领域中的应用难点,沈阳防腐漆批发厂家带你了解

来源:www.maiqipaint.com 发布时间:2018年11月21日

石墨烯在水性防腐领域中的应用难点,沈阳防腐漆批发厂家带你了解
解决石墨烯的选材及与水性涂料的配套问题
石墨烯的制备方法不同,其物理结构、化学性质也不尽相同。如图1 所示,氧化石墨烯GO、还原氧化石墨烯RGO 的结构虽与石墨烯GNP 类似,但由于化学修饰的影响,其表面存在大量的结构缺陷,造成其导电、机械、力学等性能均没有GNP 的优异。
在亲疏水性方面,受表面效应的影响,GNP 对水的浸润性很差,表现出良好的疏水性,相比于GNP,GO、RGO 表面因含有大量或少量的含氧有机官能团,表现出良好的亲水性。当GNP 和GO 作为填料添加到树脂中时,疏水性的GNP 将阻止或延缓水、氧等腐蚀介质的渗透,而亲水性的GO 将在一定程度上促进腐蚀介质的渗透。
在分散性和相容性方面,GO、RGO 因表面含有的一些有机官能团(羧基、羰基、环氧基)具有一定的反应活性,能与树脂中的一些基团反应生成化学键,表现出比GNP 和树脂之间更好的界面相容性。Chang 等人探究了不同温度下热还原氧化石墨烯(TRGs)表面羧基含量的变化,对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/TRGs 复合涂料防腐性能的影响,研究结果发现,热还原温度较低时,石墨烯表面可以保留更多的羧基基团,在涂料基体中所表现出的分散性和相容性也更好。

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在导电性方面,GNP 因良好的共轭结构,表现出优异的导电性,与GNP 相比,GO、RGO 表面因有机官能团的存在破坏了其原有的共轭结构,导电性远不如GNP。此外,石墨烯的厚度、片径尺寸、片层结构的卷曲程度、比表面积等特性,与涂层防护性能之间亦有直接联系。目前国内石墨烯相关的研究机构、生产厂家有上百家,所采用的制备方法、生产工艺不尽相同,生产出的石墨烯产品性能各异,在将石墨烯用于防腐涂料时,效果必然不同,因此选择使用何种石墨烯是研究者首要考虑的问题。
涂料是一个复杂的配套体系,各组分间协同发挥防护作用。目前关于石墨烯水性复合防腐涂料的研究趋于多样化,不仅石墨烯的选择多样,而且成膜树脂、颜填料、助剂的选择也是多样的,因此针对不同的腐蚀环境选择何种石墨烯和水性防腐涂料形成完整的配套体系是研究的要点。对此,有必要建立一个石墨烯及防腐涂料的综合评价体系,详细考察不同结构和物化性质的石墨烯材料对不同组分水性涂料防护性能的影响,深入探索其作用机理,为后续水性防腐涂料专用石墨烯的选择提供理论和实验实践依据。

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