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石墨烯改性防腐涂料的介绍(一)

2024-10-28 14:09:57
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石墨烯改性防腐涂料的介绍(一)

石墨烯防腐涂料的防腐机理:物理屏蔽;阴极保护;导电效应;耐磨作用。

一、物理屏蔽:

石墨烯化学惰性,具备超高比表面积和优异的疏水性。把石墨烯加入到涂料中,可在金属表面和腐蚀介质(H2O、O2、Cl-)之间形成有效的隔离层,使得腐蚀介质向金属的扩散速率减小而导致金属的腐蚀速率下降。同时石墨烯在涂层中可交叉排列形成网格结构,从而构成复杂的疏水网络,形成“迷宫式”的屏蔽结构,可有效抑制腐蚀介质的扩散途径,抑制外来介质的渗入。另外,石墨烯可以堵住涂料成膜过程中形成的微孔,形成物理隔绝层,提高涂层的防腐能力。

二、阴极保护:

电化学腐蚀是金属腐蚀的主要类型,腐蚀过程中形成原电池,较活泼的金属作为阳极失去电子,而电解液作为阴极得到电子。在防腐涂料中添加锌粉或铝粉,会使活性的锌(铝)作为阳极,而金属基体作为阴极得到了保护。但牺牲锌粉保护阴极的过程中会产生孔隙,使涂料的防腐效果有所下降,加入石墨烯,会使其作为涂层中锌的导电桥梁,提高锌的利用率,降低锌的用量。

三、导电效应:

石墨烯具有优良的导电性能,在防腐涂层中加入石墨烯,可将金属阳极反应产生的电子传到涂层的表面,使得阴极反应在涂层的表面进行,随着金属离子的累积,阳极反应将受到抑制,从而达到减缓金属腐蚀的目的。

四、耐磨作用:

防腐涂层多为高分子树脂,耐磨能力较差,而石墨烯具有良好的力学性能,在防腐涂层中加入石墨烯可提高复合涂层的耐磨能力和硬度,避免涂层出现局部破损,从而延长涂层的使用寿命。




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