采 用氧化石墨烯(GO)和納米二氧化硅(SiO2)復合聚二甲基硅氧烷(PDMS)與環氧樹脂(EP)混合基體,結合噴涂技術在Q345鋼片表面形成PDMS-EP@SiO2-GO超疏水涂層,并對涂層的超疏水、自清潔、防污、耐機械磨損、耐化學侵蝕和防腐性能進行研究。
Highlight 1 納米二氧化硅和氧化石墨烯可以幫助涂層構筑表面微納米粗糙結構,超疏水表面粗糙度較高的微納米結構滯留了大量的空氣,使得液滴與涂層表面的接觸面積顯著減小。空氣膜、低表面能以及較少固-液接觸面積的協同作用幫助PDMS-EP@SiO2-GO表現出極高的水靜態接觸角和較小的滾動角,最終發揮出優良的超疏水性能、自清潔功能和防污性能。 2 良好分散性的GO增強了PDMS-EP@SiO2-GO整體的致密度和力學性能。PDMS-EP@SiO2-GO在不同水溫、酸/堿環境和機械磨損條件下保持了微納米結構的完整,宏觀上表現出了較為穩定的超疏水性能。 3 超疏水涂層本身作為隔絕層,并協同表面空氣膜和毛細管作用,賦予了其良好的耐腐蝕能力;而二維層狀結構的氧化石墨烯進一步在涂層內部形成致密的物理阻隔網絡,減慢了腐蝕介質的擴散速率。因此PDMS-EP@SiO2-GO 擁有較低的腐蝕敏感性和較高的耐腐蝕性能。 4 通過簡便、低成本和環保的方式制備得到的PDMS-EP@SiO2解決了傳統超疏水涂層較弱的機械化學穩定性的問題,推動了超疏水涂層在材料保護領域的實際應用。
PDMS-EP、PDMS-EP@SiO2、PDMS-EP@SiO2-GO表面微觀形貌
PDMS-EP、PDMS-EP@SiO2和PDMS-EP@SiO2-GO水黏附性試驗結果 (水滴在涂層表面經歷接近、接觸、擠壓、抬起和離開5個過程) PDMS-EP、PDMS-EP@SiO2和PDMS-EP@SiO2-GO耐熱水和耐酸堿試驗結果
砂紙摩擦和膠帶粘脫試驗后涂層表面水接觸角 (內置圖像為PDMS-EP@SiO2-GO表面水接觸角)
涂層的Nyquist曲線(內置圖為擬合等效電路圖)、Bode曲線和Rct值
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