近日，中國海洋大學陳守剛教授團隊通過同軸靜電紡絲實現了緩蝕劑8-羥基喹啉（8-HQ）和自修復劑亞麻籽油（LO）在聚乙烯醇（PVA）和殼聚糖（CS）殼中的包覆，記為PVA/CS@LO/8-HQ核殼納米纖維。采用PVA/CS@LO/8-HQ納米纖維來提高環氧涂層的高性能防腐性能。相關成果已發表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

其防腐機理是金屬表面局部pH值的變化刺激納米纖維釋放8-HQ，與鐵離子螯合形成絡合物。當納米纖維出現裂紋并導致斷裂時，LO被釋放出來并與氧氣發生反應，使納米纖維固化，從而使裂紋自行愈合。

圖2. (a) 8-HQ濃度和吸光度標準曲線；(b) 分別在pH=3、7和11時PVA/CS@LO/8-HQ納米纖維中8-HQ釋放的時間演化；(c) PVA/CS@LO/8-HQ納米纖維的pH響應機制圖

圖3. (a) LO+8-HQ的優化幾何構型、HOMO和LUMO軌道；(b) LO+ 8-HQ 的 ESP 映射分子 vdW 表面。單位為inkcal/mol；(c) 不同ESP區間的面積分布；(d,e) LO+8-HQ 的 IGM：(d) 等值面 (δg=0.02) 和 (e) 散點圖

圖6. 劃痕涂層的光學、SEM形貌和相應的EDS分析：(a) 空白EP涂層；(b) PCLH/EP涂層經中性鹽霧試驗48 h后；PCLH/EP涂層劃傷后腐蝕產物的XPS譜圖：(c) C1s；(d) Fe2p；(e) N1s

圖7. (a) 空白EP涂層劃傷的SKP圖像；(b) PCLH/EP涂層在3.5wt%NaCl溶液中浸泡6和12小時后劃傷

圖8. (a) 空白EP涂層和 (b) PCLH/EP涂層的EIS圖 (pH=3)；(c) 空白EP涂層和 (d) PCLH/EP涂層的EIS圖 (pH=7)；(e) 空白EP涂層和 (f) PCLH/EP涂層在浸泡90天期間的EIS圖 (pH=11)。(g−i) log|Z|不同pH變化趨勢f=0.01 Hz值

圖9. 涂有劃痕的Q235鋼的光學圖像（a）空白EP涂層；(b) PCLH/EP 涂層進行0、300和600中性鹽霧測試

圖10. PVA/CS@LO/8-HQ納米纖維摻雜涂層的防腐及自修復機制

結構表征技術表明成功合成了PVA/CS@LO/8-HQ納米纖維網絡。DFT計算揭示了LO和8-HQ之間通過形成氫鍵相互作用而存在強烈的分子間相互作用。此外，Tafel極化曲線還表明，該復合緩蝕劑在pH=7時具有高達90.31%的緩蝕效率。

PVA/CS@LO/8-HQ納米纖維網絡摻雜到環氧樹脂涂層中后，LO可以與氧氣聚合干燥并聚合。當涂層被破壞時固化。此外，納米纖維釋放的8-HQ可以與鐵離子螯合形成復合物。

長期腐蝕試驗發現PCLH/EP涂層在浸泡90天后低頻阻抗仍保持在107 Ω·cm2以上，驗證了PCLH/EP涂層具有有效的阻隔性能。因此，納米纖維涂層可作為自修復防腐涂層，具有潛在的應用價值。