雙酚A型環氧樹脂是環氧樹脂中産量最大、使用最廣的一種(zhǒng)熱固性樹脂，具有固化收縮率低、成(chéng)型容易、粘結能(néng)力強、力學(xué)強度高和耐化學(xué)腐蝕性優異的特點，被(bèi)廣泛用作塗料、粘結劑和複合材料等的樹脂基體。環氧樹脂固化形成(chéng)的三維孔隙、缺陷等會導緻樹脂基體緻密性差、阻隔性能(néng)低，抗剪切強度低和摩擦磨損性能(néng)差，進(jìn)一步限制了其在防腐耐磨等領域中的應用。

　　近期，中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所海洋功能(néng)材料團隊與北京科技大學(xué)腐蝕控制系統工程團隊展開(kāi)合作，在王立平研究員、趙海超研究員及李曉剛教授、張達威教授的共同指導下，博士生葉育偉等人設計系列實驗克服了石墨烯（氧化石墨烯）在溶劑及基體樹脂中的團聚問題，成(chéng)功制備出具有優異防腐耐磨性的石墨烯增強型環氧複合塗層。通過(guò)插層溶膠-凝膠化反應制備出了有機矽/石墨烯雜化材料。該石墨烯雜化材料可以均勻分散至水性環氧樹脂中，并具有一定的電活性，可在金屬基底表面(miàn)誘導鈍化膜的形成(chéng)，協同抑制腐蝕的發(fā)生（Carbon, 2019, 142, 164-176）。

　　與此同時，研究人員采用化學(xué)改性法將(jiāng)多面(miàn)體低聚倍半氧矽烷（POSS）接枝在氧化石墨烯（GO）表面(miàn)，制備出了超疏水的POSS-GO納米片，并實現了其在諸多有機溶劑（如無水乙醇、四氫呋喃、二甲苯等）中優異且穩定的分散。研究人員將(jiāng)所制備的POSS-GO添加至環氧樹脂中，探究其在模拟海水中的腐蝕防護行爲及摩擦學(xué)行爲。研究發(fā)現，環氧塗層在經(jīng)過(guò)POSS-GO強化後(hòu)，硬度、結合強度、韌性均得到不同程度的提高；在模拟海水中浸泡150天後(hòu)，添加了0.5wt%POSS-GO的環氧複合塗層表現出最高的阻抗模量及最低的吸水率；同時，0.5wt%POSS-GO增強型環氧複合塗層在模拟海水中表現出最低的摩擦系數及磨損率。相關研究成(chéng)果于2018年11月發(fā)表在腐蝕專業期刊Corrosion Science (https://doi.org/10.1016/j.corsci.2018.10.034)上。

　　上述研究工作獲得了中科院前沿科學(xué)研究計劃（QYZDY-SSW-JSC009）、中科院先導專項（XDA13040601）以及浙江省石墨烯重大科技專項（2015C01006）的資助。

圖1 （a）原始石墨烯在基體樹脂中的TEM圖及（b）整體分布，（c）改性石墨烯在基體樹脂中的TEM圖及（d）整體分布，（e）各塗層的氧氣滲透率，（f）各塗層的吸水率

圖2 （a-b）純環氧塗層，（c-d）含0.5wt%氧化石墨烯的環氧複合塗層，（e-f）含0.5wt%有機矽改性石墨烯的環氧複合塗層，（g-h）含1wt%有機矽改性石墨烯的環氧複合塗層

　　(表面(miàn)事(shì)業部 葉育偉)