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    1. Ti3C2TxMXene納米片提升水性環氧樹脂防腐耐磨性能

      2022-02-11 08:48:13 1032

      水性環氧樹脂涂層因其力學性能好、化學穩定性好、環境友好等特點而被廣泛應用于電子、工業、交通工程等領域。但現有的水性環氧樹脂涂層存在著空間結構孔隙率高、腐蝕介質擴展阻力差、摩擦學性能不佳等缺點,嚴重阻礙了其在實際工程中的進一步應用。



      Ti3C2Tx MXene作為一種新興二維材料自2011年發現以來便得到了廣大研究者的青睞。Ti3C2Tx MXene具有的比表面積大、層間摩擦系數低、力學性能優異、親水性等特點為其用于提升水性環氧樹脂的防腐耐磨性能提供了基本理論支撐。前期工作表明,將Ti3C2Tx MXene加入到水性環氧樹脂涂層中能改善其防腐耐磨性能(Progress in Organic Coatings 2019,135,156-167)。

      Ti3C2Tx MXene納米片作為二維填料能提高環氧樹脂交聯密度、力學性能及對腐蝕介質的阻隔能力(Carbon 2020,157,217-233; Journal of Materials Science and Technology 2020,54,144-159; Tribology International 2021,163,107196; Chemical Engineering Journal,2021,410,128310)。但是,Ti3C2Tx MXene納米片由于層間的范德華力易于團聚,不利于提升復合涂層的防腐耐磨性能,其與環氧樹脂的界面相容性有待于進一步提高。

      此外,具有高導電性的Ti3C2Tx MXene在與金屬基體發生直接接觸或者電接觸時能與金屬基體構成腐蝕微電池,反而促進金屬基體的局部電化學腐蝕(Surface Topography: Metrology and Properties 2021, 9,035033)。因此,如何改善Ti3C2Tx MXene納米片層的團聚及抑制其電偶腐蝕效應,對提升Ti3C2Tx MXene/環氧體系的防腐耐磨性能及走向實際工程應用起著至關重要的作用。關鍵詞:色漿廠家,色漿,色漿涂料,水性色漿,油漆色漿,乳膠漆色漿,通用色漿,UV色漿,雙組分涂料色漿,2KPU色漿,聚氨酯涂料色漿,水性環氧烤漆,水性玻璃烤漆  水性陶瓷烤漆,水性丙烯酸烤漆。

      近日,西南交通大學材料服役行為研究團隊樊小強研究員等人首先利用基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理探究了不同構型的Ti3C2Tx@MoS2異質結界面穩定性,并通過水熱法一步制備了Ti3C2Tx@MoS2異質結復合材料。隨后利用制備的Ti3C2Tx@MoS2異質結復合材料制備了復合環氧涂料并將其應用于低碳鋼表面的腐蝕、磨損防護。

      理論計算表明,Ti3C2Tx@MoS2異質結界面穩定性與Ti3C2Tx表面官能團種類及其與MoS2的空間構型相關。實驗結果表明,Ti3C2Tx@MoS2環氧復合涂層具有優異的防腐耐磨性能。

      該文章近日以題為“Hierarchical Ti3C2Tx@MoS2 heterostructures: A first principles calculation and application in corrosion/wear protection”發表在知名期刊Journal of Materials Science and Technology上。

      水性色漿

      圖1. 根據Ti3C2Tx MXene表面官能團的種類及MoS2結構所構建的不同構型的Ti3C2Tx@MoS2異質結界面。

      水性色漿

      圖2. 不同構型的Ti3C2Tx@MoS2異質結界面結合能計算。

      水性色漿

      圖3. 水熱法一步制備Ti3C2Tx@MoS2異質結流程示意圖。

      水性色漿

      圖4. Ti3C2Tx MXene及Ti3C2Tx@MoS2異質結二維形貌圖。

      水性色漿

      圖5. 純環氧涂層及Ti3C2Tx@MoS2復合涂層的EIS表征。

      水性色漿

      圖6. 純環氧涂層及Ti3C2Tx@MoS2復合涂層的摩擦學表征。


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      來源:高分子科學前沿


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