近期,我校工學院教師王悅明(通訊作者)在工程技術領域國際重要期刊《Progress in Organic Coatings》(中科院一區top期刊,IF:6.206)上,以我校為第一單位發表題為“Effect of surface modified nano-SiO2 particles on properties of TO@CA/SR self-healing anti-corrosion composite coating”的最新研究成果。
受生物體自修復特性的啟發,將智能自修復概念引入到聚合物材料中,材料中自修復因子可形成智能觸發—響應—修復機制,快速實現自愈合,從而延長涂層的使用壽命。然而,由于自修復因子(TO@CA)作為填料形式加入,對硅橡膠基體(SR)的力學性能、耐腐蝕性能及自修復性能產生重要影響。為此,提出通過填充無機納米粒子SiO2對SR進行增強改性,以改善TO@CA與SR間的界面相容性及分散性,最大限度的抵消其對SR力學性能的影響,提高其耐腐蝕性及自修復性。首先,選用偶聯劑KH550對納米SiO2粒子表面進行化學改性,水解后生成的硅醇基與納米SiO2粒子表面的羥基發生縮合反應,形成共價鍵-Si-O-Si-;同時非水解基團與SR通過H鍵作用相連。氨基化的納米SiO2粒子表面由親水性轉為疏水性,極大地改善了SiO2與SR的相容性及分散性。其次,改性后的納米SiO2粒子與SR形成了三維連通網絡,與硅鏈網絡耦合形成了雙網絡結構,當有外力作用時,SiO2-SR及SiO2-SiO2之間的可逆鍵合可有效地耗散機械能量,從而提高SR的力學性能。兩者的協同作用,可實現對涂層材料的自修復和力學性能的提高,從而顯著提高涂層對基底材料的耐腐蝕防護性能。
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