石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究
石墨烯及其在涂料中的应用
![石墨烯及其在涂料中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/9d793b0af011f18583d049649b6648d7c1c708ac.png)
石墨烯及其在涂料中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有极高的导电性、热导性和力学强度,因此在涂料行业中具有广泛的应用前景。
石墨烯在涂料中的应用主要体现在以下几个方面:1. 抗腐蚀性能:石墨烯涂料能够有效保护基材不受腐蚀。
由于石墨烯具有极高的导电性,可以形成一层致密的保护膜,阻隔外界的氧、水和其他腐蚀性物质的侵蚀,提高涂层的耐腐蚀性能。
2. 导电性能:石墨烯具有极高的导电性,可以用于制备导电涂料。
传统的防静电涂料通常含有金属颗粒,但这会导致涂层厚度增加,影响外观和性能。
而石墨烯涂料可以在涂层中加入少量的石墨烯颗粒,就能够显著提高涂层的导电性能,同时保持较薄的涂层厚度。
3. 热导性能:石墨烯具有极高的热导性,可以用于制备具有优异散热性能的涂料。
在一些特殊应用场景下,需要涂层能够快速将热量传导出去,以保护基材或提高设备的工作效率。
石墨烯涂料的热导性能可以满足这些需求,使涂层具有更好的散热性能。
4. 增强力学性能:石墨烯具有出色的力学强度,可以用于增强涂料的力学性能。
在一些需要涂层具有较高硬度、耐磨性和抗刮擦性能的场合,可以将石墨烯添加到涂料中,以提高涂层的力学性能。
5. 光学性能:石墨烯具有极高的光吸收率和光散射率,可以用于制备具有特殊光学效果的涂料。
例如,可以利用石墨烯的特殊光学性质制备出具有抗紫外线功能的涂料,用于户外建筑物的保护;还可以制备出具有特殊纹理和光泽效果的涂料,用于室内装饰。
石墨烯在涂料行业中具有广泛的应用前景。
通过将石墨烯添加到涂料中,可以改善涂料的抗腐蚀性能、导电性能、热导性能、力学性能和光学性能,从而提高涂层的整体性能和使用寿命。
随着石墨烯技术的不断发展和成熟,相信石墨烯涂料将会在未来得到更广泛的应用。
一文了解石墨烯在功能涂料中的应用特性及发展趋势!
![一文了解石墨烯在功能涂料中的应用特性及发展趋势!](https://img.taocdn.com/s3/m/cee9974c26284b73f242336c1eb91a37f11132a3.png)
一文了解石墨烯在功能涂料中的应用特性及发展趋势!石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,厚度在一个纳米以下,具有非常良好的抗拉强度及透光、导电和导热性能,被誉为新世纪的“材料之王”。
石墨烯具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、突出的力学性能、高导热性等性能,石墨烯作为功能性添加剂,能赋予涂料导电、防腐、阻燃、导热和高强度等特殊功能,如利用石墨烯的物理阻隔性能,可提高涂料的防腐、防污、阻燃效果;利用其高导电、高导热性能,可开发导电涂料、散热涂料、电磁屏蔽涂料等。
1、石墨烯在功能涂料中的应用特性(1)石墨烯在导电涂料中的应用相对于传统的导电物质,石墨烯具有更加优良的导电性能和良好的机械性能,而且石墨烯比表面积大,导电渗流阈值低,只需很少的添加量即可达到导电的目的,是目前制备导电涂料的不二选择。
目前,市场用量最多的导电填料是导电炭黑,一般添加量为质量分数10%以内就能达到导静电水平,成本远低于石墨烯。
而石墨烯的优势则是添加量少,添加量为质量分数1%以内即可达到导静电水平。
由于添加量少,石墨烯导电涂料的涂层的力学性能一般优于炭黑导电涂料涂层的力学性能,因此石墨烯导电涂料能够实现涂层导电性和力学性能的同步提高。
此外,由于石墨烯的物理阻隔性能可以提高漆膜的致密性,进而提高漆膜的耐溶剂和耐腐蚀性,能够既导静电又耐腐蚀,可以用作石油、化工等领域的导静电涂料。
(2)石墨烯在防火涂料中的应用石墨烯在防火涂料中的阻燃机理被认为是以下几种阻燃作用的叠加:一是石墨烯的二维片层结构能在涂料中层层叠加,形成致密的物理隔绝层,提高阻燃性能。
二是石墨烯可以与涂料中树脂进行交联复合,进一步形成一层致密的保护膜,起到阻隔空气的作用,从而发挥阻燃的效果。
三是在高温下石墨烯涂层燃烧产生二氧化碳和水,并生成更加致密、连续的碳层,阻隔作用更强。
研究表明:具有片层结构的氧化石墨烯在涂料受热膨胀过程中会使自身和基体分子链取向,进而在聚合物碳化过程中形成骨架结构,增加碳层强度,达到阻燃和抑烟的目的。
石墨烯水性涂料调研报告
![石墨烯水性涂料调研报告](https://img.taocdn.com/s3/m/5cc3f37c83d049649a6658ce.png)
石墨烯调研报告(水性涂料方面)一,石墨烯防腐涂料的应用前景1可以提高涂料防腐性能石墨烯提高涂料防腐性:有物理防腐和电化学防腐多重作用。
石墨烯片层的共轭结构,在涂层中层层叠加形成致密的隔绝层,阻隔水分对涂膜的浸润与渗透——起物理防腐作用,石墨烯表面疏水特性加强了防水渗透性。
电化学防腐作用:钢铁底材阳极反应使Fe失去电子逐步腐蚀,石墨烯的导电性能可以阻止Fe→Fe3+反应,防止铁锈生成。
有研究表明,将0.5%~2%不同含量石墨烯作为防腐填料分别加入到环氧树脂涂料中,有效地提高了涂层的防腐性能,随着石墨烯含量的增加,涂料的防腐性能先提高后降低,存在一个最佳值,石墨烯含量为1.0%的涂层防腐效果最好。
在环氧富锌涂料中添加1.0%的石墨烯,可使耐盐雾性从624 h提高到2500 h ,防腐性能提高明显。
石墨烯优异的防腐性能,可以实行无Cr6+表面处理。
如添加1%的石墨烯,涂膜耐盐雾超1 000 h,而含铬处理的同类涂膜耐盐雾只有600 h。
添加石墨烯还可提高涂膜耐磨性和抗高温性及加热后的耐腐蚀性。
在铜和镍等有色金属的表面涂上含石墨烯的涂层试验证明,铜的腐蚀速度减慢7倍,镍的腐蚀速度慢4倍。
石墨烯是已知最薄的防腐蚀涂层。
28.3455 g(1盎司)石墨烯可铺展覆盖28个足球场大小的面积。
就是这样极薄的1层涂层,至少可以和传统5层有机涂膜一样起到很好的防腐蚀作用。
正因如此,石墨烯可望应用于电子设备、精密部件、植入式元件和其他需要很薄涂层的应用领域。
2可用于导电与抗静电涂料(1)导电涂料。
石墨烯优良的导电性能,优于银粉、铜粉等导电材料,并具备优异的机械性能及热性能,是极佳的导电涂料添加剂,会开创导电涂料新局面。
(2)抗静电涂料。
抗静电涂料用途广泛,随着现代科技的发展,对其抗静电性能的要求越来越高。
石墨烯所具有的高导电性、强的力学性能等特点,有利于制备高性能、高强度的抗静电涂料。
3,可用于阻燃涂料是3种阻燃作用的叠加。
探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用
![探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/46389ab9f71fb7360b4c2e3f5727a5e9846a271d.png)
探析石墨烯的表面改性及其在涂层中的应用【摘要】石墨烯是一种具有优异导电、高强度和超薄结构的二维材料,自其发现以来,一直备受关注。
本文探讨了石墨烯表面改性在涂层中的应用。
通过实现石墨烯表面改性,可以增强其与其他物质的相容性和粘附性,提高涂层的耐久性和性能。
石墨烯在涂层中的应用优势主要包括其高导电性和强度优势,可以应用于防腐涂料和导电涂料中。
石墨烯改性涂层的性能优化也是当前研究重点之一。
结合石墨烯的特性和优势,预计石墨烯在涂层领域有广阔的应用前景,为涂层提供了新的可能性。
石墨烯的发现和表面改性对涂层领域带来了重要的突破,为未来涂料技术的发展开辟了新的研究方向。
【关键词】石墨烯, 表面改性, 涂层, 应用, 优势, 性能优化, 防腐涂料, 导电涂料, 可能性, 应用前景1. 引言1.1 石墨烯的发现与特性石墨烯是由石墨经过化学还原、机械剥离等方法获得的一种二维晶体材料,是由一个原子层组成的二维晶体材料。
石墨烯具有很多优异的特性,比如高导热性、高机械强度、高光学透明度等,是一种具有广泛应用前景的新型材料。
石墨烯的发现可以追溯到2004年,由英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次成功分离出石墨烯,从而引发了全球范围内对石墨烯研究的热潮。
石墨烯具有很高的电子迁移率和热传导率,使其成为理想的导电材料和热导材料。
石墨烯还具有出色的力学性能,比如高弹性模量和强度,使其在纳米材料领域具有广泛的应用前景。
石墨烯的发现为材料科学和技术领域带来了新的突破,为石墨烯在涂层领域的应用提供了强有力的支撑。
1.2 对石墨烯表面改性的重要性石墨烯表面改性的重要性主要体现在以下几个方面:改性可以增加石墨烯与其他物质的相互作用力,提高其在复合材料中的分散性和增强性能;改性可以使石墨烯具有更多的功能化官能团,拓展其在不同领域的应用,如生物医药、传感器等;通过表面改性可以提高石墨烯的稳定性和耐久性,使其更加适合工业化生产和应用。
石墨烯在防腐涂料中的应用
![石墨烯在防腐涂料中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/c1076d71a55177232f60ddccda38376baf1fe014.png)
2 石墨烯防腐机理2.1 屏蔽作用将防腐涂料涂抹于金属表面上,能够有效隔绝金属基体本身与周边空气两者,这种类型的保护作用就是屏蔽作用[3]。
通常情况下所使用涂料,若只涂单层时其厚度相对比较小,很难起到完全隔绝腐蚀性离子的作用,这主要是因为高聚物膜层一般都存在一定的孔洞,而这些孔洞的平均直径大约为10-5cm ~10-7cm 之间,但是水分子直径和氧分子直径一般在十几纳米左右,在这种情况将石墨烯这种具有纳米性质的材料融入防腐涂料中,能够起到填补涂料本身存在的缺陷作用,以此来隔绝水、氧气等一些气体原子渗透涂层。
根据相关实验研究结果表面,氧气分压所处环境在10-4mbar 以上,石墨烯也可以有效保护金属基底,有效避免其受到腐蚀影响。
基于以上,运用石墨烯材料应用于金属防护涂层所用的防腐涂料中,能够其实避免金属表面与具有腐蚀性、氧化性的介质进行接触,有效防护基地材料。
2.2 缓蚀作用所谓缓蚀作用,就是基于涂料本身特有的成分与金属基体两者发生反映后,促使金属表面因此出现纯化或者是形成具有保护性质的一层防护膜层,通过这种方式来强化涂料的防护作用,将石墨烯加入其中,能够起到对镀层金属的钝化作用,对提升金属基底的耐腐蚀性能具有积极性应用意义。
2.3 加固作用就金属材料本质特征来讲,其经常使用的聚合物涂层很容易某种物质刮坏,但通过将石墨烯与防腐涂料融合于一体后使用,因石墨烯本身具有的机械、摩擦方面的应用性能优势,能够起到强化材料在减摩以及抗磨方面的应用优势;除以上之外,石墨烯还具有重量轻、特性超薄的特征,不会对金属基底带来其他不良的使用影响。
3 石墨烯在防腐涂料中的应用3.1 石墨烯-环氧树脂涂料所谓石墨烯-环氧树脂涂料,简单来讲就是采用物理混合的方式将自制石墨烯分散液和双组份水性环氧树脂两者混合起来制作而成[4]。
其一,通过对极化曲线、电化学阻抗以及中性0 引言就石墨烯改性涂料的特性来讲,能够实现长时间在高温环境下开展工作,由此可以看出,这种类型的涂料具有良好的耐热性、耐光照老化等优势,而石墨烯的这些应用优势对于涂料而言具有非常大的应用意义,因此将石墨烯与涂料两者结合起来使用,能够有效强化涂料在使用中的导热性、防腐性等应用性能,同时也可以应用于各种环境相对比较恶劣且极端的环境下使用。
石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究
![石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/89312fa57fd5360cbb1adb60.png)
石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究作者:马誉菀赵健杨安卫来源:《中国化工贸易·中旬刊》2019年第08期摘要:石墨烯具有优异的结构性能和广泛的应用前景。
它可用于电子工业、超级计算机、超级电容器和复合材料、涂料等领域。
今后,石墨烯将引发半导体、光伏、能源、航天、国防、军工等行业的革命性技术变革,成为国民经济增长的重要组成部分。
关键词:石墨烯;防腐涂料;应用0 前言石墨烯因其化学稳定性高、抗氧化性能强以及独特的化学惰性而受到重视。
此外,石墨烯对氧气和水等腐蚀介质还具有极高的抗渗透性,加入到防腐涂层中可以起到较好的物理屏障作用,在防腐涂料中用作防腐添加剂的研究已有一定进展。
传统防污涂料通常采用添加汞、铜、锡等重金属氧化物(毒性物质)的方式,来抑制海洋微生物附着在船体表面,以达到防污的效果。
1 石墨烯概述石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,具有单原子层的石墨结构,只有一个碳原子厚度的二维材料。
石墨烯有多种优异性能,例如:①目前它是世界上最薄、最坚硬的纳米材料,同时还具有很好的柔韧性;②它的吸收率只有2.3%,因此它几乎是完全透明的;③它的导热系数高达5300W/(m·K),比碳纳米管和金刚石的都高;④常温下它的电子迁移率超过15000cm2/(V·s),具有比铜或银更低的电阻率;⑤它具有极大的比表面积(理论比表面积可达2600m2/g以上)。
石墨烯在高机械强度、高比表面积、高导电性等方面和其他材料相比具备极大优势,可用于生产性能优异的复合材料,用于化学电源、超级电容器的电极材料等方面。
石墨烯具有片状结构,可与其他物质形成“面—面”接触,使复合材料具备导电、导热、防腐、电磁屏蔽等多种功能,具有极大的硬度、稳定的化学性质等优异性能。
总的来说,石墨烯是当今材料界中最薄、最坚硬、最导热、最导电的材料。
国际上给出的定义是,只有1~2层碳原子的纳米薄片才能称之为“石墨烯”,并且只有没有任何缺陷的石墨烯才具备完美特性。
石墨烯在防腐涂料中的应用
![石墨烯在防腐涂料中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/3d96bdd9ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb292.png)
石墨烯在防腐涂料中的应用腐蚀是金属材料失效的主要形式,也是一个全球都普遍存在的问题。
据估计,全球每年因腐蚀报废的金属设备占其产量的30%,除去回收的部分外,还有10%的钢铁一去不复返。
寻找有效的技术手段来实现金属表面防护成为各国研究者共同关注的目标。
众多学者致力于研究和开发腐蚀控制技术和措施,降低腐蚀损失的主要方法有开发和正确选用耐蚀材料、电化学保护和涂层保护。
而金属表面覆膜处理技术是最为经济、简单、使用最为广泛的防腐手段。
这些技术往往是用某些材料(如特种金属、陶瓷、金属氧化物、非金属聚合物等)包裹在金属表面,以避免其表面与空气、水或其它腐蚀环境直接接触,从而达到防止腐蚀的目的。
这些包裹材料因为各种局限而难以满足日益复杂的工作环境。
普通的表面涂层往往存在粗糙度大、涂层过厚等因素而不适合精密场所的使用;同时聚合物材质往往不耐高温,并且可能影响涂覆基材的性质。
薄型化是防腐技术发展的一个重要方向,而石墨烯作为最薄的膜材料,为相关应用带来了新的可能。
1. 石墨烯防腐机理图1 石墨烯防腐涂料中“迷宫效应”示意图石墨烯具有特殊的片层状结构,可以像鳞片状云母粉、铝粉、玻璃薄片等作为填料应用于防腐涂料中,石墨烯的片层状结构,对水、氧气和离子的扩散有很好的物理屏蔽作用,可以增加腐蚀介质在涂层中的渗透路程,从而达到对金属材料的防腐蚀功能,这一过程被通俗的称为石墨烯的“迷宫效应”。
目前,石墨烯在金属防腐蚀、防污、导电以及其他功能涂料领域中的应用已取得初步成果,石墨烯重防腐涂料产品成为石墨烯迈向应用的热点之一。
2. 石墨烯防腐涂层展望图2石墨烯防腐涂层外观图石墨烯在金属材料的防腐领域也具有非常大的应用潜力。
首先,石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层,阻止扩散渗透的进行。
科学家在研究石墨烯制备微小密封“气球”时发现石墨烯能有效阻碍气体分子通过,即便是H原子也很难通过;基于纯石墨烯膜的防护涂层值得期待。
石墨烯在防腐涂料中的研究进展
![石墨烯在防腐涂料中的研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/12ad62cac1c708a1284a44ed.png)
其 他基 础设 施 的灾 难性 损害 。为 了防止 基体 腐 蚀 , 大 量 的 防腐涂 层将 被 应用 于基 板 表面 , 形 成一 个具 有 数 百 至数 千微 米厚 度 的耐腐 蚀 涂层 , 阻止基 体 表 面接触
氧气 、 水 蒸 气 和盐类 化合 物 。 为 了提 高涂 料 对基 材 的
Ab s t r a c t :I n t h i s p a p e r , t h e s t r uc t u r e, p e fo r r ma n c e, mo d i f i c a t i o n me t h o d a n d a n t i c o r r o s i o n me c h a n i s m o f t h e g r a p h e n e h a v e b e e n i n t r o d u c e d,a n d t h e p r e p a r a t i o n a n d p r o p — e r t i e s o f t h e a n t i c o r r o s i v e c o a t i n g s t h e r e o f a r e a l s o d e s c r i b e d .T h e r e s e a r c h p r o g r e s s i n
罗 健, 王继虎 , 温绍 国, 殷 常乐 , 余 大洋 , 吴攸 同
( 上海工程技 术大学化 学4  ̄ - Y - 学院 , 上海 2 0 1 6 2 0 )
摘
展望 。
要: 介绍 了石 墨 烯 的结构 、 性 能、 改性 方 法 、 防腐 机理 、 防腐 涂 料 的 制备 及 防腐 性 能 的表 征 方
《石墨烯基复合防腐涂料的制备及性能研究》范文
![《石墨烯基复合防腐涂料的制备及性能研究》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/e2407a8e77eeaeaad1f34693daef5ef7bb0d124b.png)
《石墨烯基复合防腐涂料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业技术的快速发展,防腐涂料在工业领域的应用越来越广泛。
而传统的防腐涂料由于性能上的限制,已经无法满足现代工业对于防腐性能、环保性能以及使用寿命等方面的要求。
因此,研究和开发新型的高性能防腐涂料成为了当前研究的热点。
石墨烯作为一种新型的二维材料,具有优异的物理和化学性能,被广泛应用于防腐涂料的研究中。
本文旨在研究石墨烯基复合防腐涂料的制备方法及其性能,以期为新型防腐涂料的开发提供参考。
二、石墨烯基复合防腐涂料的制备1. 材料准备本实验采用石墨烯、环氧树脂、防锈颜料、溶剂等材料制备石墨烯基复合防腐涂料。
其中,石墨烯作为主要的功能材料,环氧树脂作为基体,防锈颜料和溶剂起到改善涂料性能的作用。
2. 制备过程(1)将石墨烯进行表面处理,以提高其在环氧树脂中的分散性;(2)将处理后的石墨烯与环氧树脂、防锈颜料等材料混合,搅拌均匀;(3)加入适量的溶剂,调节涂料的粘度和流动性;(4)将涂料进行真空脱泡处理,以消除涂料中的气泡;(5)将处理后的涂料进行包装,即得到石墨烯基复合防腐涂料。
三、石墨烯基复合防腐涂料的性能研究1. 防腐性能通过盐雾试验、浸泡试验等方法对石墨烯基复合防腐涂料的防腐性能进行研究。
实验结果表明,添加石墨烯的涂料具有优异的防腐性能,能够有效抵抗盐雾、潮湿等环境对金属基材的腐蚀。
与传统的防腐涂料相比,石墨烯基复合防腐涂料的防腐性能有了显著的提高。
2. 物理性能通过涂层硬度测试、附着力测试等方法对石墨烯基复合防腐涂层的物理性能进行研究。
实验结果表明,该涂料具有较高的涂层硬度和良好的附着力,能够满足实际使用的要求。
3. 耐候性能通过人工加速老化试验等方法对石墨烯基复合防腐涂料的耐候性能进行研究。
实验结果表明,该涂料具有良好的耐候性能,能够在恶劣的环境下保持较好的性能稳定性。
四、结论本文研究了石墨烯基复合防腐涂料的制备方法及其性能。
实验结果表明,该涂料具有优异的防腐性能、物理性能和耐候性能,能够满足实际使用的要求。
《胺基化石墨烯制备及其在水性环氧防腐涂料中的应用》范文
![《胺基化石墨烯制备及其在水性环氧防腐涂料中的应用》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/20edbca2c9d376eeaeaad1f34693daef5ff71366.png)
《胺基化石墨烯制备及其在水性环氧防腐涂料中的应用》篇一一、引言随着环境保护意识的日益增强,水性涂料因其低污染、低毒性、环保等优点逐渐成为涂料领域的研究热点。
其中,水性环氧防腐涂料以其优异的防腐性能和良好的装饰效果在工业防腐领域得到了广泛应用。
然而,传统的水性环氧防腐涂料仍存在耐磨性、耐候性及防腐性能的不足。
为了进一步提高其性能,研究人员将目光投向了新型的纳米材料,如胺基化石墨烯。
本文旨在研究胺基化石墨烯的制备及其在水性环氧防腐涂料中的应用,为水性环氧防腐涂料的性能提升提供新的思路。
二、胺基化石墨烯的制备1. 材料与方法胺基化石墨烯的制备主要采用化学气相沉积法(CVD)和化学还原法相结合的方法。
首先,通过CVD法在铜箔上制备出高质量的石墨烯薄膜;然后,通过氧化和胺基化反应将胺基(如-NH2)引入石墨烯表面;最后,经过高温热处理或化学还原法去除铜箔并还原石墨烯。
2. 制备过程及原理制备过程中,首先将石墨粉进行氧化处理,使其表面含有丰富的含氧官能团。
然后,在高温条件下,利用CVD法在铜箔上生长出石墨烯薄膜。
接着,通过化学反应将胺基引入石墨烯表面,形成胺基化石墨烯。
最后,经过高温热处理或化学还原法去除铜箔并还原石墨烯,得到纯净的胺基化石墨烯。
三、胺基化石墨烯在水性环氧防腐涂料中的应用1. 胺基化石墨烯的分散与改性将制备好的胺基化石墨烯加入到水性环氧树脂中,通过高速搅拌和超声波分散技术使其均匀分散在涂料中。
为了提高其与环氧树脂的相容性,还可采用偶联剂进行表面改性。
2. 涂料的制备与性能测试将经过分散和改性的胺基化石墨烯与水性环氧树脂混合均匀,再加入其他助剂如分散剂、成膜助剂等,搅拌均匀后即可得到胺基化石墨烯水性环氧防腐涂料。
通过实验测试其性能,包括干燥时间、附着力、硬度、耐磨性、耐候性及防腐性能等。
四、实验结果与分析通过实验发现,添加了胺基化石墨烯的水性环氧防腐涂料在各方面性能上均有显著提升。
其干燥时间缩短,附着力增强,硬度、耐磨性和耐候性均有所提高。
石墨烯的功能化改性及应用研究
![石墨烯的功能化改性及应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/1a00b823c381e53a580216fc700abb68a982adc1.png)
石墨烯的功能化改性及应用研究石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料,具有出色的物理、化学和机械性能。
自2004年被成功分离以来,石墨烯在能源、材料、生物医学等领域的应用引起了广泛。
然而,石墨烯的化学稳定性、生物相容性以及在水溶液中的分散性等问题限制了其广泛应用。
因此,对石墨烯进行功能化改性具有重要的实际意义。
功能化改性是提高石墨烯应用性能的有效途径。
改性的方法主要包括氧化、还原、官能团化、共价键合等。
通过这些方法,可以改变石墨烯的表面性质、水溶性、分散性等,以满足不同应用场景的需求。
氧化石墨烯是一种常见的石墨烯衍生物,通过在石墨烯表面引入羟基、羧基等基团,提高其水溶性和分散性。
还原氧化石墨烯则是在氧化石墨烯的基础上,通过还原剂将氧化基团还原为氢基团,以恢复石墨烯的导电性能。
官能团化石墨烯是通过化学反应在石墨烯表面引入特定官能团,如氨基、巯基等。
这些官能团可以与其它分子或离子反应,实现对石墨烯功能的进一步拓展。
共价键合则是通过在石墨烯表面引入功能化的基团,实现与其他分子或材料的键合。
经过功能化改性后,石墨烯在各个领域的应用研究得到了广泛开展。
在电子领域,功能化石墨烯可用于制作透明导电膜、场效应晶体管、储能器件等。
在纳米制备领域,功能化石墨烯可用于制备纳米药物、纳米催化剂、纳米传感器等。
在复合材料领域,功能化石墨烯可用于增强金属、陶瓷、高分子等材料,提高其力学、电磁、热学等方面的性能。
功能化石墨烯在能源、生物医学等领域也有广泛的应用前景。
尽管石墨烯的功能化改性和应用研究已经取得了显著的进展,但仍存在许多问题需要进一步探讨。
功能化改性的方法需要进一步完善,以提高石墨烯的性能和稳定性。
石墨烯的大规模制备和分离仍然是亟待解决的问题,需要开发更为高效和经济的方法。
石墨烯的生物相容性和生物活性需要进一步研究,以拓展其在生物医学领域的应用范围。
本文介绍了石墨烯的功能化改性及其应用研究。
通过氧化、还原、官能团化和共价键合等方法,可以改善石墨烯的性能和应用范围。
《胺基化石墨烯制备及其在水性环氧防腐涂料中的应用》
![《胺基化石墨烯制备及其在水性环氧防腐涂料中的应用》](https://img.taocdn.com/s3/m/b7ec7b7554270722192e453610661ed9ac51551a.png)
《胺基化石墨烯制备及其在水性环氧防腐涂料中的应用》篇一一、引言随着环境保护意识的增强和科技的不断进步,新型的防腐涂料技术成为了研究热点。
在众多材料中,胺基化石墨烯因其独特的物理化学性质,在防腐涂料领域展现出巨大的应用潜力。
本文将详细介绍胺基化石墨烯的制备方法,并探讨其在水性环氧防腐涂料中的应用。
二、胺基化石墨烯的制备胺基化石墨烯的制备主要包括石墨烯的氧化、胺基化改性等步骤。
1. 石墨烯的氧化首先,采用改进的Hummers法对石墨进行氧化处理,使其表面富含羧基、羟基等含氧官能团,提高其在水中的分散性和反应活性。
2. 胺基化改性接着,通过胺基化反应,将胺基(-NH2)引入到石墨烯的表面。
常用的胺基化试剂包括乙二胺、己二胺等。
通过这种方法,可以在石墨烯表面引入大量的胺基,从而得到胺基化石墨烯。
三、胺基化石墨烯在水性环氧防腐涂料中的应用1. 提高涂料的防腐性能胺基化石墨烯具有优异的物理化学性质,如高比表面积、良好的导电性、强吸附性等,使其成为一种理想的防腐添加剂。
将胺基化石墨烯添加到水性环氧防腐涂料中,可以提高涂层的防腐性能,延长涂层的使用寿命。
2. 改善涂料的性能在涂料中添加胺基化石墨烯,还可以提高涂料的耐候性、耐磨性、抗划伤性等性能。
此外,由于胺基化石墨烯具有优异的导电性,使其在静电屏蔽方面也有很好的表现。
3. 制备方法将制备好的胺基化石墨烯按照一定比例添加到水性环氧树脂中,经过搅拌、分散、研磨等工艺,得到具有优异性能的水性环氧防腐涂料。
四、实验结果与讨论通过实验,我们可以观察到,添加了胺基化石墨烯的水性环氧防腐涂料在防腐性能、耐候性、耐磨性等方面均有所提高。
同时,胺基化石墨烯的添加量对涂料性能的影响也进行了探讨。
实验结果表明,适量添加胺基化石墨烯可以获得最佳的涂料性能。
五、结论本文介绍了胺基化石墨烯的制备方法及其在水性环氧防腐涂料中的应用。
实验结果表明,胺基化石墨烯的添加可以显著提高涂料的防腐性能、耐候性、耐磨性等性能。
石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用
![石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/fd8c6d2d6294dd88d1d26b23.png)
石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用摘要:防腐涂料是指由底漆、中漆和面漆组成的具有防腐蚀功能的涂料,依据涂料应用领域的不同,可以分为常规防腐涂料和重防腐涂料。
一般常见的防腐涂料有环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸树脂涂料、富锌涂料等。
鉴于此,本文主要分析石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用。
关键词:石墨烯;防腐涂料;应用1、石墨烯简介1.1、石墨烯的结构石墨烯是碳原子sp2杂化形成的蜂窝状平面薄膜,是一种仅有单层原子厚度的二维材料,也被称为单原子层石墨。
石墨烯是世界上已知的最坚硬且最薄的纳米材料,虽然只有1个碳原子厚度,但在外应力作用下抵抗变形能力大小的模量可达1012Pa。
1.2、石墨烯的制备方法(1)机械剥离法是最早被发现并用于生产石墨烯的方法,该方法对于实验设备要求极低,操作简便,效果明显,并且获得的石墨烯样品的质量很好。
因此,实验室生产以及石墨烯用量偏小的公司,大多使用该方法来制备石墨烯。
主要是将机械力作用在石墨表面,使其受力剥离,由原来的多层变为一层或数层。
(2)氧化还原法是当前制备石墨烯最为流行的方法之一,也是实验室批量生产石墨烯所采用的方法。
该方法以石墨或膨胀石墨为原材料,首先将石墨或膨胀石墨加入到浓硫酸中,加入强氧化剂得到蓬松的氧化石墨烯,再加入强还原剂,得到石墨烯。
该法制备周期短,成本较低,设备简单,而且可以得到氧化石墨烯;但制备过程中应用强酸、强氧化物等物质,较为危险,而且得到的石墨烯有较多缺陷,如电学和力学性能不够优异。
(3)外延生长法碳化硅外延生长法:将碳化硅置于高温高压环境中,使硅原子蒸发,将碳原子留在载体上。
该方法可以制备单层大面积石墨烯,其质量十分优异。
但由于制备条件严苛、成本昂贵、转移困难,导致应用受限。
金属催化外延生长法:在超高真空的条件下,将碳氢化合物加到具有催化活性的过渡金属基底表面,并通过加热使吸附在金属表面的气体催化脱氢得到石墨烯薄膜。
对于碳原子来说要有较低的溶解度,这样才能通过化学腐蚀的方法使石墨烯与基底实现分离,不然不利于石墨烯的后续加工。
石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究
![石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/e1a6afc10875f46527d3240c844769eae009a330.png)
第5期石晓凡,等:石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究-107-石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究石晓凡,贾新磊(滨州学院化工与安全学院,山东滨州256600)摘要:石墨烯凭借其阻隔性能好、屏蔽性能好以及化学稳定性好等特点,在防腐防污涂料领域得到了广泛应用。
本文综合叙述了近年来石墨烯在防腐、防污涂料中的相关内容,归纳了石墨烯的结构特性,总结了石墨烯在防腐、防污涂料中的应用,整理了石墨烯在涂料方面存在的问题'关键词:石墨烯;结构特性;防腐;防污中图分类号:TQ637文献标识码:A文章编号:1008-021X(2021)05-0107-02Application of Graphene in Anticorrosion and Antifouling CoatingsShi Xiaofan,Jin Xinlei(School of Chemical Enginee/ng and SCety of Binzhou University,Binzhou256600,China)Abstract:Graphene has been widely used in the fieN of anti-corrosion and antifou/ng coatings because of its excellent bc/cr performance,outstanding shielding performance and good chemical stabOty.In thO paper,the related contenO of graphene in anti-cormsion and antifou/ng coa—ngs in recent years are comprehensively described,the structural chamcte时Ucs of graphene aoesummaoczed,theappeccatcon oogoaphenecn antc-co o scon and antcoouecngcoatcngscssummaoczed,and theexcstcngpoobeems oogoaphenecn coatcngsaoesooted out.Key words:graphene;structural properties;corrosion protection;antifou/ng在英国的两位科学家通过众多实验成功分离出了石墨烯后,石墨烯进入了人们的眼界,并且得到了广泛的关注。
石墨烯在金属表面防腐中的应用
![石墨烯在金属表面防腐中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/75e0e94aa517866fb84ae45c3b3567ec112ddc5c.png)
研究现状
目前,关于石墨烯在防腐涂层中的研究主要集中在以下几个方面:
1、石墨烯的制备和改性:为了更好地适应防腐涂层的应用需求,需要对石 墨烯进行改性和优化。目前,常用的石墨烯制备方法包括化学气相沉积、液相剥 离法等。研究者们正在不断探索新的制备方法和改性手段,以获得更优质的石墨 烯。
2、石墨烯防腐涂层的制备及性能表征:在制备石墨烯防腐涂层时,需将石 墨烯与基体材料复合,并保证其均匀性和稳定性。研究人员正在探索最佳的制备 工艺和配方,以获得高性能的石墨烯防腐涂层。目前,已有部分研究报道了石墨 烯防腐涂层的制备及其在模拟环境中的抗腐蚀性能。
3、拓展实际应用领域:目前石墨烯在金属表面防腐中的应用研究主要集中 在实验室阶段,实际应用领域尚待拓展。未来可以开展更多关于石墨烯在实际工 业环境中的应用研究,以验证其防腐效果和可行性。
4、探索新型金属材料与石墨烯的结合:除了常见的金属材料外,还可以探 索新型金属材料与石墨烯的结合。例如,可以研究不锈钢、钛合金等高性能金属 与石墨烯的结合,以拓展石墨烯在金属表面防腐中的应用范围。
二、石墨烯的特性与防腐涂料的 结合
石墨烯具有很高的电导率和化学稳定性,这使得它在防腐涂料中具有很大的 应用潜力。首先,石墨烯的导电性可以阻止金属表面的腐蚀反应,通过形成有效 的屏障来防止电解质渗入,从而有效保护金属表面免受腐蚀。其次,石墨烯的化 学稳定性使其能够在各种环境条件下保持稳定的性能,进一步增强了其防腐效果。
总之,石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有广阔的应用前景。在金属防腐 领域,石墨烯的出色耐腐蚀性能和导电性能为金属防腐提供了新的解决方案。未 来,随着石墨烯制备技术的不断完善和应用的拓展,石墨烯在金属防腐领域的应 用将具有更加重要的意义。
一、引言
石墨烯在涂料中的应用
![石墨烯在涂料中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/d239c07826d3240c844769eae009581b6bd9bd3b.png)
石墨烯在涂料中的应用石墨烯具有高比表面积、快速导电性、优良的化学稳定性、高导热性和高硬度等特性使其在涂料中得到广泛应用,并获得了较好的应用成果。
一、石墨烯结构特性石墨烯是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料,是一种由碳原子以sp2 杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,可以看作是一层被剥离的“石墨片”,被认为是零维的富勒烯、一维的碳纳米管和三维的体相石墨的母体。
理论上石墨烯是构成其他维度碳材料的基本材料,石墨烯不仅可以覆盖成零维的富勒烯,也可以卷曲成一维的碳纳米管,还可以堆积成三维的石墨。
石墨烯是世界上迄今发现最薄的纳米材料(晶瑞单层0.5-1.5nm),石墨烯薄膜只有1个碳原子厚度,10 万层石墨烯叠加起来的厚度约为1根头发丝的直径,而且由于吸光率很低,只有 2.3%,它的外观几乎是完全透明的。
同时,石墨烯又是已知在世上强度最高的材料之一,其强度高达130 GPa,比最好的钢铁还要高100倍,要拉断相同截面的单层石墨烯所需的力是钢材的200倍。
另外,石墨烯还是良好的导热体,导热系数高5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石。
而且,石墨烯独特的载流子特性,使其电子迁移率达2×105cm2/(V·s),超过硅100 倍,且几乎不随温度变化而变化。
综上可知,石墨烯纳米材料具有“至薄、至坚”、优良的导热性和电子迁移率等特性。
1、石墨烯在防腐涂料中的应用1.1 环氧富锌防腐涂料均匀分散的石墨烯(晶瑞单层0.5-1.5nm)能在涂层中形成物理隔绝层,起到屏蔽作用。
将其加入到环氧富锌漆中,可在涂料中形成网状导电结构,提高锌粉的利用率,加强锌粉对钢板的阴极保护作用,具有更佳的保护效果。
有研究表明,在环氧富锌防腐涂料中添加1.0%的石墨烯,可使耐盐雾性从624h 提高到2500h,防腐性能提高明显。
田振宇等研究了石墨烯在重防腐涂料中的应用。
研究表明,石墨烯的加入使环氧富锌防腐涂料中锌的利用率明显提高,发挥了良好的阴极保护协同作用,大大降低了锌粉的用量,减少了施工时的粉尘污染。
石墨烯防腐涂料研究现状及在沿海油气储运领域的应用前景
![石墨烯防腐涂料研究现状及在沿海油气储运领域的应用前景](https://img.taocdn.com/s3/m/9d6e6d6ee3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d597.png)
石墨烯防腐涂料研究现状及在沿海油气储运领域的应用前景一、石墨烯防腐涂料的研究现状1. 石墨烯防腐涂料的制备技术石墨烯防腐涂料的制备技术主要包括机械混合法、化学还原法、溶液剥离法、化学气相沉积法等多种方法。
这些方法可以制备出不同形式和性能的石墨烯材料,为石墨烯防腐涂料的研究和应用提供了丰富的资源。
石墨烯具有优异的机械性能、导电性能、热导率和化学稳定性等特点,使得石墨烯防腐涂料具有出色的耐腐蚀性能。
研究表明,添加石墨烯的防腐涂料可以提高涂层的硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性能,延长涂层的使用寿命。
石墨烯防腐涂料已经在船舶、海洋平台、海上风电等沿海设施中得到了应用,并取得了良好的防腐效果。
石墨烯防腐涂料的应用研究不仅验证了其优异的防腐性能,而且为其在沿海油气储运领域的应用奠定了基础。
1. 优异的耐海水腐蚀性能沿海油气储运设施长期处于潮湿的海洋环境中,容易受到海水的侵蚀和氧化,因此对防腐涂料的性能提出了更高的要求。
石墨烯防腐涂料具有优异的耐海水腐蚀性能,能够有效延长设施的使用寿命,降低维护成本。
沿海油气储运设施常受到盐雾、化学品腐蚀等影响,要求防腐涂料具有高效的耐化学腐蚀性能。
石墨烯防腐涂料的研究表明,其能够有效抵抗化学腐蚀,为沿海油气储运设施提供了更可靠的防护。
3. 环保、节能、持久石墨烯防腐涂料具有优异的环保性能和耐候性能,能够降低涂装工艺中的挥发性有机化合物(VOCs)排放,满足国家环保政策要求。
石墨烯防腐涂料的持久性能能够减少设施的维护频次,降低维护成本,具有较好的经济效益。
石墨烯防腐涂料以其优异的性能和应用效果,将对沿海油气储运领域产生深远的影响,并具有广阔的市场前景。
未来,需要加大对石墨烯防腐涂料的研究力度,不断完善其制备技术和性能表征方法,推动其在沿海油气储运领域的大规模应用,为我国油气储运领域的发展作出贡献。
石墨烯涂料的应用方向有哪些
![石墨烯涂料的应用方向有哪些](https://img.taocdn.com/s3/m/f737be2ca45177232f60a267.png)
石墨烯是一种新型的功能纳米材料,具有导电性能卓越、化学稳定性优异、力学性能突出、导热性高等特点,因而在涂料中有着广泛的应用。
石墨烯在防腐、导电、建筑隔热、海洋防污和阻燃等功能性涂料体系中均可大幅提高涂料的综合性能,展现出诱人的潜在应用前景。
下面我们来说一下石墨烯涂料的应用方向有哪些。
1、石墨烯在防腐涂料中的应用环氧富锌防腐涂料均匀分散的石墨烯可在涂层中形成物理隔绝层,起屏蔽作用。
将其加入到环氧富锌防腐涂料中,能在涂料中形成网状的导电结构,提高锌粉的利用率,增强锌粉对钢板的阴极保护作用,达到更好的保护效果。
有研究表明,在环氧富锌防腐涂料中添加1.0%的石墨烯,可使涂料的耐盐雾性从624h提高到2500h,防腐性能明显提高。
2、石墨烯在导电涂料中的应用石墨烯的共轭体系结构使其电子传输能力强,具有卓越的导电性能,在导电涂料领域具有巨大的应用潜力。
赖奇等采用不同的插层剂对石墨烯进行改性,在减少了石墨烯之间团聚的同时提高了石墨烯在树脂中的分散稳定性。
将改性后的石墨烯添加到丙烯酸树脂中,降低了涂层的电阻率,提高了涂层的导电性。
与传统的导电介质相比,如银、铜、氧化锌等,石墨烯不仅具有良好的导电性,还具有优异的热性能和透光性。
3、石墨烯在海洋防污涂料中的应用海洋防污涂料是一种特种涂料,对植物和动物性海洋附着生物有防附作用,且有较长的防污期效。
Hu等发现氧化石墨烯是一种优良的抗菌材料。
利用石墨烯的这一特性,于欢[将石墨烯/二氧化钛复合材料添加到水性聚氨酯涂料中,研究其对涂料的抗菌灭菌性和表面性能等的影响,结果表明,石墨烯的加入显著提高了水性聚氨酯的抗菌灭菌性,使涂层防污性能得到极大的提升。
浙江铭磊涂料有限公司成立于2012年,坐落于浙江杭州钱塘新区,是销售和施工各类工业重防腐涂料、钢结构油漆、桥梁油漆的专业销售结合施工的服务型公司。
主要业务涉及电力工业、桥梁、油库、储罐、机械制造设备、船舶、石化、大型钢结构等领域。
石墨烯在涂镀层防腐领域的应用研究及进展
![石墨烯在涂镀层防腐领域的应用研究及进展](https://img.taocdn.com/s3/m/cd5d344e00f69e3143323968011ca300a6c3f6cb.png)
研究现状
2、石墨烯在防腐涂料中的应用。将石墨烯与防腐涂料复合,可以显著提高涂 料的防腐性能。例如,通过在防腐涂料中添加石墨烯,可以增强涂料的屏蔽性能, 提高耐腐蚀性。
研究现状
3、石墨烯在金属防腐中的应用。金属防腐一直是领域中的重要问题,石墨烯 的引入为解决这一问题提供了新的途径。研究人员通过在金属表面制备石墨烯涂 层,显著提高了金属的耐腐蚀性。
未来展望
4、完善石墨烯在涂镀层防腐领域的相关标准与规范。随着石墨烯在涂镀层防 腐领域应用的不断发展,需要建立相应的材料性能评价标准和检测方法,以确保 石墨烯涂镀层防腐效果的可控性和可靠性。
参考内容
引言
引言
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料,因其独特的物理化学性质而受到广 泛。近年来,石墨烯在有机防腐涂层领域的应用研究取得了重要进展。本次演示 将介绍石墨烯在有机防腐涂层方面的应用研究现状、优势、挑战及未来发展趋势。
未来展望
2、拓展石墨烯在涂镀层防腐领域的应用范围。目前石墨烯在涂镀层防腐领域 的应用主要集中在石油、化工、海洋等领域,仍有很大的拓展空间。未来可以探 究石墨烯在其他领域,如环保、医疗器械等领域的防腐应用。
未来展望
3、研究石墨烯与其他材料的复合应用。为了满足不同环境和用途的防腐需求, 可以研究石墨烯与其他材料(如金属、陶瓷等)的复合应用,以达到更好的防腐 效果。
背景介绍
背景介绍
石墨烯具有优异的导电性、力学性能和化学稳定性,这些特性使其在防腐涂 层领域具有广阔的应用前景。石墨烯的引入可以显著提高有机防腐涂层的耐蚀性、 耐磨性和抗老化性能,同时还能提高涂层的附着力和柔韧性。
应用研究进展
1、石墨烯改性有机防腐涂层
1、石墨烯改性有机防腐涂层
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
技术应用与研究2018·04103Chenmical Intermediate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:AStudy of Graphene and Its Application in Anticorrosion CoatingsZhang 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 goodweatherability, 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上接第102页下转第104页技术应用与研究2018·04104Chenmical Intermediate当代化工研究面积,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。