自修复聚氨酯涂料:结合负载单宁酸的卤化物纳米管,实现协同防腐蚀效果并提升机械性能

《ACS Applied Engineering Materials》:Self-Healing Polyurethane Coatings Incorporating Halloysite Nanotubes Loaded with Tannic Acid for Synergistic Corrosion Protection and Enhanced Mechanical Properties

【字体: 时间:2025年10月28日 来源:ACS Applied Engineering Materials 3.5

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  通过真空负载和表面修饰制备的TA-PPy@HNTs纳米填料,实现了智能缓蚀与自修复功能。涂层在3.5% NaCl中保持阻抗>10^8 Ω·cm2达90天,兼具优异机械性能(延伸率447.73%,抗拉强度30.71 MPa)、抗空蚀能力和光热驱动自修复能力(修复率>90%)。

  
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长期金属保护可以通过智能释放腐蚀抑制剂来实现,这可以提高有机涂层的抗腐蚀性能。在本研究中,将坦尼克酸(TA)真空负载到卤氧化铁纳米管(HNTs)中,并通过原位聚合聚吡咯(PPy)对纳米管表面进行改性,制备出具有pH响应性的纳米填料(TA-PPy@HNTs)。这些纳米填料能够控制坦尼克酸的释放,在腐蚀部位形成保护性的Fe–TA复合物;同时,外层的聚吡咯层赋予材料光热响应性,促进二硫键交换反应并增强其自身的自修复能力。此外,引入聚二甲基硅氧烷(PDMS)段后,材料的疏水性得到提升,腐蚀离子的渗透也被延缓。经过优化的PTH-3涂层表现出优异的耐腐蚀性,在3.5%的NaCl溶液中90天后仍能保持超过10^8 Ω·cm^2的阻抗模量。该涂层还具备优异的机械性能(断裂伸长率为447.73%,抗拉强度为30.71 MPa)、出色的抗空化性能以及高效的日光驱动自修复能力,受损后能够恢复90%以上的机械性能。这项工作为设计多功能、耐用的金属基材防护涂层提供了一种有前景的策略。

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