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文献速读 Crros. Sci：新型微网状纳米填料填充聚合物基涂层的超高防腐性能  题目 题目：Ultrahigh anti-corrosion performance of polymer-based coating filled with a novel micro network nanofiller 新型微网状纳米填料填充聚合物基涂层的超高防腐性能 关键词 防腐涂层；微网状纳米填料；高氧环境；层状双氢氧化物；碳纳米管 来源 出版年份：2021年 期刊：Corrosion Science 课题组：天津大学化工学院汪怀远课题组 研究背景 金属材料广泛应用于石油管道、船舶等工业生产领域。然而，金属的腐蚀往往导致巨大的经济损失和潜在的安全问题。目前，已有多种方式来处理腐蚀问题，其中涂层保护最为常用，特别是环氧涂料已引起广泛的关注。但是，纯环氧涂层的保护时间相对较短，在固化过程中产生的微孔和微裂纹构成了腐蚀介质的渗透通道。此外，此外，在实际应用环境中，特别是在深部、高压和低渗透油田，同时存在高压氧离子和氯离子会导致惊人的腐蚀速率。氧是一种强氧化剂，即使含量很低，也会通过增加阴极反应速率来促进腐蚀，对铁及其合金造成严重损伤。层状双氢氧化物（LDHs）通过与氯离子的离子交换延缓金属的腐蚀，具有优异的防腐功能，但LDHs表面的羟基之间存在强大的氢键力，这导致LDHs用作填料时在涂层基体中分散性较差。碳纳米管（CNTs）由于其纳米效应，可以通过减小涂层内微孔的尺寸来抑制腐蚀离子渗透，但由于其高长径比和比表面积大而易于团聚，同时其优异的导电性会促进电化学腐蚀。因此，高性能碳纳米管复合防腐材料的研究还有很大的改进空间。 研究出发点 受LDHs在金属基底上均匀生长的启发，如果具有丰富生长位点的CNTs网络取代金属基底生长LDHs，将限制LDHs的生长尺寸，并为CNTs提供空间位阻，从而解决LDHs和CNTs的团聚问题。此外，将导电性差的LDHs结合在CNTs上会抑制其导电网络的形成。目前，还没有关于CNTs/LDH-MoO4复合填料作为碳钢防腐材料的报道。 研究内容 本文介绍通过一种简便的原位生长方法制备新型的CNTs/LDH-MoO4（CLM）填料，并将其应用于改善涂层的防腐性能。通过使用各种表征技术系统地证实改善后的涂层具有优异的长期耐腐蚀性能。  图1 CLM合成示意图  图2 (a1, a2) CNTs, (b1, b2) LM ，(c1, c2) CLM的扫描电镜图像  图3 144h盐雾试验前后(b1, b2) CNTs, (c1, c2) LM, (d1, d2) CLM 涂层的光学图像  图4 CLM涂层防腐机理示意图 主要结论 1. LDH纳米片采用碳纳米管构筑的骨架网络作为基底，诱导LDHs的成核和生长。它们的结合有效地限制了LDH纳米片的生长尺寸，LDH纳米片为避免CNT团聚提供空间位阻，有效改善了CLM在环氧树脂基体中的分散性； 2.在3.5 wt.% NaCl溶液中的60天浸泡期内，CLM涂层的|Z|0.01 Hz 始终保持在1011 ohm⋅cm2之上；CLM涂层在3 MPa纯氧和3.5 wt.% NaCl溶液的耦合环境中浸泡10天后依然表现出优秀的防腐性能，并且|Z|0.01 Hz达到1010 ohm⋅cm2； 3. 涂层优秀的抗腐蚀性能归因于CLM在涂层中形成屏障网络，延长腐蚀介质的穿透路径，LDH纳米片可以捕获氯离子并释放缓蚀剂钼酸盐，从而钝化低碳钢基体形成保护膜。 文献链接： https:///10.1016/j.corsci.2021.109685 |
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