纳米SiO2改性的蓖麻油基聚氨酯的疏水性和抗腐蚀性能

《Polymer Engineering & Science》：Hydrophobic and Anticorrosive Properties of Nano-SiO2-Modified Castor Oil-Based Polyurethane

基于生物基蓖麻油聚氨酯的纳米二氧化硅改性涂层研究，采用KH-560偶联剂改善相容性，通过FTIR和SEM分析表明1wt% Nano-SiO2复合涂层在3.5% NaCl溶液中表现出93°接触角、-0.345V腐蚀电位，电化学阻抗达122.46kΩ·cm2，为环保高性能涂层开发提供新策略。

　　

摘要

为了提高基于蓖麻油的聚氨酯（CO-PU）的疏水性和抗腐蚀性能，选择了γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-560，一种环氧官能硅烷）对纳米二氧化硅（Nano-SiO₂）进行表面改性。将改性后的纳米二氧化硅掺入有机硅烷改性的CO-PU（CKPU）基体中，制备了一系列纳米二氧化硅改性的蓖麻油基聚氨酯复合材料（CKPU-Nano）。虽然之前的研究（例如，高晓燕等人关于合成、宋浩杰等人关于摩擦学、魏晓莉等人关于超疏水性）已经探讨了聚氨酯/二氧化硅纳米复合材料，但本工作独特地关注了用于环保涂层的生物质衍生聚氨酯基底。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）结合的方法，研究了不同纳米二氧化硅质量比对CKPU-Nano性能的影响，包括拉伸性能、水接触角、光泽度、电化学性质以及耐液体介质性能。研究结果表明，当纳米二氧化硅的掺量为1 wt%时，复合材料的性能最佳。该复合涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡后，表现出最大的水接触角（93°）、最低的腐蚀电位（E_cor为-0.345 V）、最低的腐蚀电流密度（I_corr为1.88 × 10^-7 A/cm²）以及最高的极化电阻（R_p为122.46 kΩ cm²）。这些发现为扩展具有高性能疏水性和抗腐蚀性的可持续生物质基聚氨酯的应用提供了研究策略。

亮点

• 基础材料蓖麻油具有良好的环境性能。
• 纳米二氧化硅改善了蓖麻油聚氨酯的疏水性。
• KH560提高了纳米二氧化硅与蓖麻油聚氨酯之间的相容性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

数据将应要求提供。