氧化石墨烯(GO)作為防腐涂料的填料被廣泛應(yīng)用;然而，它在涂層基體中的分散性和界面相容性仍然受到限制。本研究利用帶負(fù)電荷的AC (NAC)和帶正電荷的GO (NGO)靜電自組裝制備了非晶態(tài)纖維素(AC)邊緣功能化氧化石墨烯。通過傅里葉紅外光譜(FTIR)和X-射線光電子能譜(XPS)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并通過高分辨率透射電鏡(HRTEM)對(duì)其進(jìn)行了直接觀察。NAC作為納米填料在水性環(huán)氧樹脂(WEP)涂料中增強(qiáng)了NGO的防腐性能，因?yàn)镹AC/NGO復(fù)合材料分散良好，與基體有較強(qiáng)的界面相互作用。此外，即使浸泡時(shí)間為1024 h, 2.0 wt% NAC/NGO@EP在低頻(f = 0.1 Hz)下的阻抗值為8.955 × 10
8 Ω·cm
2，比純環(huán)氧樹脂(EP)高3個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，所開發(fā)的非晶化和靜電自組裝方法適用于制備纖維素和其他二維材料的復(fù)合材料。
圖1. 非晶纖維素(NAC/NGO)制備邊緣功能化氧化石墨烯。
圖2. MCC、AC和NAC的XRD譜圖(a)， AC和NAC的FTIR譜圖(b)。
圖3. GO和NGO的FTIR光譜(a)， GO和NGO的XPS測(cè)量光譜(b-e)， GO和NGO的XRD譜圖(f)。
圖4. MCC的SEM圖像(a)， AC (b)、NAC (c)、GO (d)、NGO (e)和NAC/NGO (f)的TEM圖像，GO (g)、NGO (h)和NAC/NGO(i)的AFM圖像。
圖5. 純EP (a)、NAC@EP (b)、GO@EP (c)、NGO@EP (d)和2.0 wt% NAC/NGO@EP (e)斷裂面的SEM圖像。
圖6. GO@EP (a)和2.0 wt% NAC/NGO@EP (b)的TEM圖像。
圖7. 在3.5 wt% NaCl溶液中，不同復(fù)合材料涂層在鋼表面的EIS曲線：117 h (a, b)、711 h (c, d)和1024 h (e, f)。
圖8. 不同復(fù)合涂層的f
b和R
1的擬合結(jié)果(a, b)， EP、NAC@EP、GO@EP、NGO@EP和2.0 wt% NAC/NGO@EP涂層的R
p和涂層損傷指數(shù)的計(jì)算結(jié)果(c, d)。
圖9. 納米復(fù)合涂層的防腐機(jī)理: 在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡1024 h后，純EP (a)、NAC/NGO@EP (b)的防腐示意圖、GO@EP (c)和NAC/NGO@EP (d)的SEM圖譜，NAC/NGO@EP銹斑內(nèi)表面XPS測(cè)量光譜(600 h中性鹽霧試驗(yàn)后)(e)。
圖10. 純EP及其復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度(a)，純EP及其復(fù)合材料的DMA結(jié)果:存儲(chǔ)模量(b)和tanδ (c)。
相關(guān)研究成果由中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心Jinsong Zhang等人于2023年發(fā)表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.156576)上。原文：Amorphous cellulose edge-functionalized graphene oxide for anticorrosive reinforcement of waterborne epoxy coatings。
相關(guān)研究成果由中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心Jinsong Zhang等人于2023年發(fā)表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.156576)上。原文：Amorphous cellulose edge-functionalized graphene oxide for anticorrosive reinforcement of waterborne epoxy coatings。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
