金屬材料的腐蝕遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，常用的防護技術(shù)主要有改善金屬本質(zhì)、緩蝕劑、涂層保護和電化學(xué)保護，其中涂層保護是一種最經(jīng)濟有效和普遍應(yīng)用的方法 。但是，很多涂層本身難以完全阻止氧氣、氫離子等腐蝕介質(zhì)到達(dá)金屬表面，而且最有效的鉻酸鹽涂層由于具有高毒性，最終也將被禁止使用 。因此，開發(fā)有效的環(huán)境友好型的防腐涂層具有重要的意義。自２００４年石墨烯首次問世以來，這種特殊的物質(zhì)便激發(fā)了科學(xué)界人士強烈的研究興趣。石墨烯優(yōu)異的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性，使其在半導(dǎo)體、太陽能電池和傳感器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用 。尤其是，石墨烯具有優(yōu)異的防滲透性，表現(xiàn)出很好的防腐蝕性能 等報道了石墨烯在0.5mol/L 的 NaCl溶液中對碳鋼電極具有較好的保護性能。然而，石墨烯的溶解性差，并且與固體表面的黏結(jié)性較差，這些都限制了其在防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用。

    通過制備一系列不同濃度石墨烯-PMMA的溶液，然后經(jīng)過靜電紡絲在碳鋼上形成厚度在30~38微米的涂層。

    涂層顯微結(jié)構(gòu)如下

    然后通過測量其腐蝕電位和腐蝕電流密度以及計算出的防腐效率等電化學(xué)參數(shù)來比較其防腐性能的優(yōu)劣，結(jié)果如圖

    所有的 ＧＲ ／ ＰＭＭＡ 涂層都具有很好的防腐蝕效果，且可以看出極限電流密度值遵循的順序為： １％ＧＲ＜０。５％ ＧＲ ＜３％ ＧＲ ＜ｄ１％ ＧＲ ＜５％ ＧＲ ＜０。３％ ＧＲ ＜ 碳鋼

    研究結(jié)果表明，隨著石墨烯含量的增加， 石墨烯 ／ ＰＭＭＡ 復(fù)合物對碳鋼電極的防護作用先增加后減小，當(dāng)石墨烯含量為１％時，防腐蝕性能最佳，其防腐蝕效率99.999％ ，即使在0.1mol/L硫酸 溶液中浸泡１５ｄ以后，防腐蝕效率仍然能夠達(dá)到９９。９７１％ 。石墨烯含量為１％的靜電紡ＧＲ ／ ＰＭＭＡ微米纖維涂層優(yōu)異的防腐蝕特性除了因為其疏水性能好，能夠有效地抑制水分子的吸附；另外一個重要的原因可能是 ＧＲ ／ ＰＭＭＡ 微米纖維相互黏連而成的特殊形貌，能夠阻止 Ｈ ＋ 等腐蝕性物質(zhì)到達(dá)電極

    表面，同時也使腐蝕產(chǎn)物擴散變得困難，有效地抑制了腐蝕過程的進(jìn)行。實驗結(jié)果表明靜電紡絲技術(shù)在防腐蝕領(lǐng)域?qū)⒂兄匾膽?yīng)用前景。

    參考資料：

    宋昕玲，劉明杰，江雷。靜電紡絲制備石墨烯／ＰＭＭＡ 微米纖維及防腐蝕性能[J].物理學(xué)報，2016,（18）：61-83.

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