石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究

技术应用与研究
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当代化工研究
和填充物的玻璃内衬。

可以充分吸收样品中的高沸点组合和非挥发性组分，避免色谱柱的堵塞。

在全烃色谱分析当中，在普通直通式内衬中加入玻璃毛隔挡的特殊吸附物质，能够阻止未经处理的样品中含有的强极性非烃以及大分子沥青物质进入色谱柱。

在天然气样品分析当中，一般都使用金属直通式内衬，对于氯仿抽提物这类特殊的物质，必须使用玻璃内衬。

其次，就是阀的应用。

在气相色谱仪的应用过程当中，阀的主要作用是为气体和液体样品重复提供固定体积的进样。

近年来，碎屑智能化技术的不断发展，阀已经可以实现简单的自动化。

最后，就是多种辅助进样系统的应用现状。

比如用于注射在密闭、加热的小瓶中同样品保持平衡的顶空气体的顶空自动进样器。

它能够分析固体样品，地表油气化探中的土壤样品，高沸点烃类样品等。

而热解析器则可以通过释放样品当中的有机物，较为真实的反应样品中分子量烃所包含的地质信息。

热解吸器同阀的结合能够在实现瞬间进样的基础之上，
实现样品进样的最大化和灵敏度。

其具体的工作示意图如下：
同时还有热解分析器、吹扫补集器都得到了很好的发展，同时还有部分气相色谱仪进样系统正在完善的过程当中。

3.气相色谱仪进样系统的改进与应用的前景展望
针对气相色谱仪进样系统的改进与应用，应该注重以下几方面的科研力度。

首先，应该加强专业气相色谱仪进样系统的应用与研发技术人才的培养，以人才优势带动气相色谱仪进样系统的发展。

其次，针对地面露头岩样、土壤吸附气以及含油气岩心等样品的分析，应该在进样系统当中开发挥发气体分析装置。

不断完善热解气相色谱仪进样系统，开发新的仪器设备。

加大油气田开发井当中的原油伴生气以及天然气的手提气相色谱快速检测仪器进行系统的研发力度，实现气相色谱仪进样系统检测样品的超临界抽提。

最后，应该加强气相色谱仪进样系统仪器的检查和维护，加强仪器操作环境的管理和规范。

4.结语
随着我国综合国力的不断提升，加速了国内外关于气相色谱仪进样系统科研成果的交流探讨。

有利于我国综合国内外的成功经验，进行气相色谱仪进样系统的进一步开发。

相信在不远的将来，我国气相色谱仪进样系统的研发将取得突破性的进展。

•【参考文献】
[1]赵健,王志嘉,车东,刘征雨.几种国产气相色谱仪与进口气相色谱仪的比较[J].分析仪器,2016,(01):66-70.
[2]戴辰铖.便携式气相色谱仪控制系统的研究[D].导师:姜杰.哈尔滨工业大学,2013.
•【作者简介】
张峻滔（1987-），男，中国检验认证集团广东有限公司东莞分公司；研究方向：化工。

石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究
＊张　陆
（中国船舶工业系统工程研究院 北京 100094)
摘要：石墨烯改性涂料可以很长时间在高温环境下进行工作，可见这种涂料具备很不错的耐候性，光照老化等特性，石墨烯的这些特点
对于涂料有着很大的作用。

将其加入到涂料中，可以提升涂料的耐冲击性、导热性与防腐性等，这种复核涂料可以在多种极端环境中使用。

现如今，石墨烯的研究已经是十分热门的话题。

本文对石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究展开分析，并提出相关解决策略。

关键词：石墨烯；防腐涂料；应用研究
中图分类号：T 文献标识码：A
Study of Graphene and Its Application in Anticorrosion Coatings
Zhang Lu
（China Shipbuilding Industrial Systems Engineering Institute, Beijing, 100094）
Abstract ：Graphene modified coatings can work in a high temperature environment for a long time. It can be seen that this coating has good
weatherability, light aging and other characteristics. These characteristics of graphene have a great effect on the coating. Adding it to the coating can enhance the impact resistance, thermal conductivity and corrosion resistance of the coating, and this kind of reproof coating can be used in many extreme environments. Nowadays, the research on graphene has been a very hot topic. This paper analyzes graphene and its application in anticorrosive coatings, and puts forward relevant solutions.
Key words ：graphene ；anticorrosive coating ；application research 引言
石墨烯具备高比表面积，十分快速的导电性能以及十分
不错的高导热性等，可见石墨烯这种物质具备很多的功能，这也让其在涂料领域得到了大量的运用。

因为石墨烯的高比表
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面积，也导致其表面具备很强的吸附能力，其表面能大，当涂料变得干燥时，其就会形成网状结构，这样就可以让涂层具备更强的吸附力，涂层也会变得更为紧密，从而提升涂料对基材的吸附能力。

石墨烯改性涂料可以很长时间处于高温环境中进行工作，其具备不错的耐候性等，正是因为这些特性，让其可以在极端环境中使用。

不仅如此，石墨烯还是一种新的防腐材料，将石墨烯加入到一般的防腐涂料当中，可以制作出更加完善的防腐涂料，其具备更强的韧性、附着力以及耐水性等，这种 新型的防腐涂料可以大量的运用在海洋工程、交通运输当中。

1.石墨烯涂料的制备
石墨烯是一种纳米添加剂，将其加入到涂料当中，因为石墨烯本身拥有独特的性能，这些性能也会在涂料中展现出来。

现阶段，石墨烯符合涂料的制备方法有三种，那就是溶胶-凝胶法、直接共混法以及原位聚合法。

下面就对这三种方法展开探讨。

(1)溶胶-凝胶法。

溶液-凝胶法就是把金属化合物在溶剂中进行溶解，接着让金属化合物进行水解，从而形成纳米粒子溶胶，然后将其进行干燥，便可以得到凝胶。

溶胶-凝胶法的反应温度是相对温和的，其分散也比较均匀，这就是这种方法的优势所在，不过其也有一些缺点，那就是该方法成本比较高，而且毒性也比较大。

(2)直接共混法。

直接共混法还可以细分为三种，熔融共混法、溶液共混法以及乳液共混法。

所谓的熔融共混法一般是通过还原氧化石墨烯和聚合物，并且它们放置在熔融环境中，从而得到复合涂料。

这种方法能给石墨烯以及聚合分别制备出来，正因为这样，石墨烯的形态以及大小都可以被控制，不过，若是石墨烯的密度不够大，就会让熔融混合变得更加艰难，而且其还难以分散。

溶液共混法则是通过还原改性石墨烯复合材料的有机溶剂分散液，便可以得到石墨烯，接下来就是让石墨烯和聚合物展开制备从而获得复核涂料。

这种混合阀可以说是现阶段受到大量研究的方法，其具备良好的分散性且此方法得到的石墨烯的大小和形态都可以控制，当然其缺点也很明显，便是环保性差。

乳液混合法有两种方式，那就是把GO制作成水性分散液，然后再和聚合物进行混合，之后再还原。

把石墨烯改性之后，就可以得到具备不错分散性的溶液，然后再和聚合物乳胶混合起来。

通过乳胶混合的方法能够有效的防止有机溶剂带来的危害，这种方法也相对环保。

这些方法虽然操作十分简易，但是却无法有效的让石墨烯在聚合物中进行分散。

(3)原位聚合法。

原位聚合法是利用石墨烯以及聚合物并且在其中加入引发剂发生反应，然后得到复合涂料的。

通过原位聚合法可以制作石墨烯环氧树脂复合散热粉末涂料。

这种方法可以有效的解决石墨烯在聚合物中容易结团的问题，其可以让石墨烯有效的分散开来，不过这种方法的缺点就是石墨烯的加入会让聚合物的粘度变得更大，从而导致其反应变得更加复杂。

2.石墨烯防腐涂料的应用
防腐涂料可以说是现代工业、能源以及海洋等领域中大量的运用的一种涂料，其涂层具备屏蔽以及防腐蚀等效果，这样就可以避免基体被腐蚀。

相关的实践可以证明，利用化学气相沉积的方法可以看出使用石墨烯后，可以让腐蚀的速度下降二十倍。

所以，石墨烯如此强的防腐性能也决定了其在防腐涂料中的运用价值，不过，石墨烯本身的表面积比较
高，这样就会导致其容易发生团聚，因此，在制备相关的防腐涂层时必须将石墨烯容易团聚的问题解决。

(1)石墨烯-环氧树脂涂料。

利用物理混合把石墨烯分散液制作出石墨烯环氧树脂。

不仅如此，利用极化曲线、电化学阻抗以及中性盐雾的实验对蕴含百分之零点五的石墨烯的E44的水性环氧涂层在和海水类似的溶液当中会展现出怎样程度的隔水以及防腐蚀性，还需要将其和纯环氧涂层E44展开对比。

这样就可以十分明确的发现，通过加入石墨烯，水性环氧树脂涂层的性能得到了很大的提升，其具备更强的耐腐蚀性且其自腐蚀电流的密度也变得更小。

还有相关的专家把石墨烯水分散液加入到双组水性环氧树脂当中，用来制造石墨烯的固体润滑涂层，其通过电化学抗阻谱以及动电位极化曲线，将涂层在类似海水的溶液当中展开了实验，目的就是为了研究该涂层在海水当中电化学腐蚀的现象以及耐腐蚀性能的表现过程。

通过实验可以发现，将石墨烯加入其中，能够有效的提升水性环氧涂层的耐腐蚀性，还可以让环氧涂层在干燥环境中和海水的磨损减少。

(2)石墨烯-氟碳涂料。

要想让氟碳涂层具备更强的耐腐蚀性，可以通过硅烷偶联剂让石墨烯发生改性，然后把改性的石墨烯加入到氟碳树脂当中，这样就可以制作出含有不同量石墨烯的氟碳复合涂层，通过相关实验可以发现，石墨烯表面成功的接枝官能团以后，就可以在涂层中均匀的分散开来，可以得知，在石墨烯表面接枝官能团，可以大大的提升石墨烯的分散性。

石墨烯自身的结构十分独特，呈现片状，这种结构可以有效的阻挡腐蚀性物质的渗透，如此便能够提升复合涂层的耐腐蚀性。

将石墨烯加入到涂料当中，也是需要考虑最佳比例的，其最佳含量就是百分之零点四。

如果石墨烯的含量太低，就会导致涂层无法对腐蚀性物质进行有效的阻抗，相应的，如果石墨烯的含量太高，也会导致涂层出现一些腐蚀通道，如此便降低了涂层的耐腐蚀性。

总结
总而言之，石墨烯是一种纳米添加剂，将其加入到涂料当中，可以让涂料具备更加完善的特点和性能，这是其他涂料所不具备的。

不过，相关的石墨烯和它的复合材料在涂料领域的运用的报道还是比较少，这方面的研究还是刚刚起步，涉及到重要技术方面的问题还是有待解决的，比如怎么扩大石墨烯生产的规模以及保证其质量，如何控制好生产的成本，还需要让其结构变得可以控制。

石墨烯的运用领域还需要进行拓展，其功能改性的方法也需要进行创新完善。

因此，需要加强对石墨烯和聚合物相容性等的研究，这样就可以让其在涂料中的运用有基本的理论基础。

•【参考文献】
[1]王胜荣,曹建平,杨建炜,高立军.石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究[J].腐蚀科学与防护技术,2017,29(06):640-644.
[2]周媛,陈先,汪杰,梁小杰,梁忠旭,王庆颖.氧化石墨烯在防腐涂料中的应用研究进展[J].中国涂料,2017,32(09):20-24.
[3]薛鹏,倪维良,胡秀东,郁飞,谭伟民.原位改性石墨烯在防腐涂料中的应用[J].涂料工业,2017,47(03):72-75.
[4]胡孝涛.聚苯胺接枝氧化石墨烯及其在导电防腐涂料中的应用研究[D].南昌航空大学,2016.
[5]蔡文曦.石墨烯/聚苯胺纳米复合材料及其在防腐涂料中的应用[D].华南理工大学,2016.
•【作者简介】
张陆（1986-），男，中国船舶工业系统工程研究院；研究方向：高分子吸声材料的研究。