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海水环境中防腐耐磨功能一体化环氧基纳米涂层

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摘要：在海洋环境中众多装备要同时面临腐蚀和磨损，尤其是海洋装备中的运转部件，如海水泵、阀、海水液压传动系统、水下作业机器手、深海勘探和开采装备等面临腐蚀与磨损的耦合损伤。而有机涂层是抑制其腐蚀和磨损的有效手段之一，因此，开发防腐耐磨一体化的有机涂层显得尤为重要。氧化石墨烯是一种二维片层材料，具有优异的机械性能，热稳定性，高抗渗性和高比表面积，已被广泛应用于防腐涂层领域。我们用离子液体（IL）原位官能化的氧化石墨烯（GO）通过两相萃取途径均匀地分散到环氧树脂（EP）中。与纯的GO相比，用IL（GO-IL）官能化的GO在EP基质中显示更加良好的分散性。在GO-IL和EP的混合物中加入聚苯胺（PAN）显著提高涂层防腐性能，而后填充短碳纤维（SCF）显著增加涂层的耐磨性能，加入可水解的纳米颗粒调控摩擦界面的润滑及金属对偶的腐蚀性能，进而达到多层位防腐耐磨的功效。电化学阻抗谱（EIS）及开路电位（OCP）测试其在海水中的长期防腐性能。摩擦磨损环块试验机测试其摩擦学性能。结果表明，所制备涂层显示出优异的防腐性能及耐磨性能。