各向异性LDH/PVDF纳米纤维涂层：兼具缓蚀与氯离子捕获功能以增强Q235钢的屏障防护

本文开发了一种将Mg-Al层状双氢氧化物（LDH）纳米片与8-羟基喹啉（8-HQ）功能化到电纺聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维上的新策略，成功制备了PVDF/LDH@8-HQ复合纳米纤维。该涂层在环氧树脂基体中展现出优异的韧性、附着力和屏障性能，在3.5 wt% NaCl溶液中浸泡90天后仍保持108 Ω·cm2以上的低频阻抗模量，其协同作用（纳米纤维增强、LDH阴离子交换能力和8-HQ可控释放）为苛刻海洋环境下的钢铁长效防腐提供了创新解决方案。

　　

材料

聚乙二醇（PEG, Mw = 2000）和十二烷基硫酸钠（SDS, 95 %）购自上海麦克林生化有限公司。聚偏氟乙烯（PVDF, Mw = 1,000,000; HSV900）购自阿科玛公司。N,N-二甲基甲酰胺（DMF, 99.5 %）、丙酮（99.5 %）、尿素（99 %）、六水合硝酸镁（Mg(NO₃)₂·6H₂O）、九水合硝酸铝（Al(NO₃)₃·9H₂O）、氢氧化钠（NaOH, 98 %）和8-羟基喹啉（8-HQ, 99 %）均由中国医药集团化学试剂有限公司提供。

表征

图1a展示了PVDF/LDH@8-HQ纳米纤维合成过程的示意图。制备过程包括三个关键步骤：（i）通过静电纺丝制备PVDF纳米纤维，提供柔性且多孔的基底；（ii）在纳米纤维表面原位生长Mg-Al层状双氢氧化物（LDH）纳米片，这引入了阴离子交换能力和结构粗糙度；以及（iii）通过离子交换反应将缓蚀剂8-羟基喹啉（8-HQ）嵌入到LDH的层间。

结论

在本研究中，通过旋涂将PVDF/LDH@8-HQ纳米纤维掺入环氧树脂基质中，开发出一种耐腐蚀复合涂层。纳米纤维是通过在电纺PVDF纤维上原位生长Mg-Al层状双氢氧化物（LDH），然后通过阴离子交换嵌入8-羟基喹啉（8-HQ）来制备的。所得复合材料表现出多种腐蚀防护功能，包括物理屏蔽、氯离子捕获和持续（释放缓蚀剂）。