功能化氧化石墨烯与聚苯胺共价桥联构建高耐久有机硅树脂防腐涂层

本文开发了一种基于γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）修饰氧化石墨烯（GO）与聚苯胺（PANI）共价桥联（GGO@PANI）的高性能水性有机硅树脂（SiR）防腐涂层。该设计通过共价键合实现纳米填料与基体的协同屏障/钝化效应，使涂层在168小时浸泡后低频阻抗模量（|Z|f=0.01Hz）仍保持1.0×108 Ω·cm2以上，腐蚀电流（Icorr）降低超四个数量级，为苛刻环境下长效防腐提供新策略。

　　

复合涂层的机械性能

采用圆柱弯曲仪（YZQ-II）依据国标GB/T 232-2024评估涂层柔韧性，以10毫米芯棒弯曲后无裂纹的最小直径定义柔性（直径越大柔性越差）。涂层拉伸强度通过薄膜拉伸仪（XLW(PC)-500 N）测定。

FT-IR光谱分析

如图2所示，GO光谱在3400 cm^-1（O-H振动）、1717 cm^-1（羧基C=O伸缩）、1587 cm^-1（碳环骨架C=C振动）等处出现特征峰；1224 cm^-1和1051 cm^-1分别对应烷氧基C-O弯曲振动和环氧基C-O-C伸缩振动。GGO谱中新增2920/2850 cm^-1处-CH₂-伸缩振动峰及1109 cm^-1处Si-O-C峰，证实GPTMS成功接枝。GGO@PANI谱中出现1560 cm^-1（醌式结构C=N）、1300 cm^-1（芳胺C-N）及1140 cm^-1（醌环C-H）等PANI特征峰，且环氧峰减弱，表明PANI通过开环反应与GGO共价连接。

启示与未来展望

本研究证明GGO@PANI共价桥联结构可在硅树脂基体中形成致密稳定的钝化层，实现屏障-钝化协同机制。该策略为开发适用于极端环境的高效环保涂层指明方向，未来可探索其在生物医用金属器械防护等生命健康领域的应用潜力。

结论

通过GPTMS分子桥共价连接PANI与功能化GO（GGO），成功构建了具有连续网络的GGO@PANI/SiR复合涂层。该涂层表现出卓越防腐性能，低频阻抗模量（|Z|_f=0.01Hz）达5.16×10⁸ Ω·cm²，盐雾测试480小时后仅见轻微腐蚀，为长效金属防护提供创新解决方案。