金屬腐蝕是一項重大的全球性挑戰，對能源生產、環境保護、化工制造、海洋開發、交通運輸、建筑工程以及日常生活等眾多領域都有著深遠的影響。每年因腐蝕造成的直接經濟損失估計高達數千億美元。為了解決這一關鍵問題，學術界和工業界已開發出多種防腐策略，主要包括緩蝕劑、表面改性技術、防護涂層和電化學保護方法。在這些方法中，聚合物基防護涂層因其優異的成本效益和工程實用性而得到了廣泛的應用。這類涂層通過形成致密的物理屏障來發揮作用，有效地阻止腐蝕性介質（如Cl⁻、O₂和H₂O）與金屬基材接觸。環氧樹脂因其出色的附著力、化學穩定性和機械性能而被廣泛使用，但市售的環氧樹脂主要由石油基原料合成。此外，石油基材料的過度消耗加速了不可再生化石資源的枯竭。面對日益嚴峻的能源危機和環境挑戰，開發可再生資源衍生的生物基環氧樹脂已成為材料科學領域的一個重要研究方向。

腰果酚（CNSL）是腰果加工過程中產生的副產品，是一種可持續、低成本、不可食用、易于獲取且來源廣泛的可再生自然資源。作為一種天然酚類化合物，腰果酚具有豐富的化學成分，其結構包含苯環、酚羥基以及由15個碳原子組成的不飽和烷基側鏈，在間位有1-3個非共軛碳-碳雙鍵。其化學性質兼具芳香族化合物、不飽和脂肪烴和酚類化合物的特征，提供了多種改性方法。通過精確的化學改性，腰果酚可以轉化為高性能的生物基環氧樹脂，為替代傳統石油基產品提供了一種可持續的解決方案。然而，傳統的環氧樹脂涂料通常是溶劑型的，在制備和應用過程中會釋放大量的揮發性有機化合物（VOCs），導致嚴重的環境污染，并對工人構成潛在的健康風險。隨著全球環境法規的日益嚴格以及可持續發展原則的廣泛采用，水性環氧樹脂體系因其環保特性而成為一種極具前景的替代方案。

然而，水性環氧涂料在實際應用中存在明顯的缺陷，因為在固化過程中它們容易形成微觀結構缺陷，從而導致其對腐蝕性介質的阻隔性能顯著下降。為解決這一關鍵問題，研究人員提出了一種將無機納米填料添加到樹脂基質中的改性策略。這種方法利用“納米復合增強”效應來提高涂層的物理阻隔性能。

石墨烯和氧化石墨烯作為新興二維納米碳材料，具有優異的化學穩定性、高縱橫比和出色的耐腐蝕性。它們已被廣泛用作聚合物基涂層中的阻隔增強材料，以提高耐腐蝕性及其他性能。然而，氧化石墨烯層間存在很強的范德華力，這使其容易發生團聚。通過改性可以促進氧化石墨烯的分散，并增強其與基材的相容性。然而，盡管改性的氧化石墨烯能夠提高水性環氧樹脂的性能，但其高反應活性可能會導致水性環氧乳液的破乳。

近期，北京化工大學劉斌團隊成功開發了一種高性能、環保水性生物基環氧防腐涂層。

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