功能化氮化硼纳米片协同构建聚苯并噁嗪纳米复合涂层:兼具疏水性、耐热性与耐腐蚀性的金属防护新策略

【字体: 时间:2025年08月10日 来源:Journal of Applied Polymer Science 2.8

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  为解决金属腐蚀防护领域中聚苯并噁嗪树脂(PBZ)性能优化难题,研究人员通过合成主链型(BA-ddm)和二胺型(Ph-hda)苯并噁嗪共聚物(PB5),并利用路易斯酸碱作用制备聚醚胺功能化氮化硼纳米片(PEA-g-BNNS),成功开发出PEA-g-BNNS/PBZ纳米复合涂层。该涂层接触角达119.6°,2%添加量时|Z|0.01 Hz值在3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡20天后仍保持2.00×1010 Ω cm2,展现出卓越的疏水性、热稳定性(TGA验证)及防腐性能(电化学测试),为高性能金属防护材料设计提供新思路。

  

这项研究通过精巧的分子工程策略,将两种结构独特的苯并噁嗪单体——主链型BA-ddm和二胺型Ph-hda共聚,制备出具有协同效应的PB5共聚物。更令人称道的是,团队采用化学剥离和路易斯酸碱相互作用,让聚醚胺(PEA)分子像"分子锚"一样牢牢嫁接在六方氮化硼(h-BN)纳米片表面,诞生了PEA-g-BNNS这种功能化纳米填料。

当这些经过"武装升级"的纳米片与PB5树脂溶液共混,经过热固化在马口铁表面形成纳米复合涂层时,奇迹发生了:FTIR和1HNMR谱图证实了化学键的成功构建,HRSEM图像则揭示了纳米片在基体中的均匀分散。这种微观结构的优化使得涂层表面变身"荷叶效应"典范,接触角飙升至119.6°,水滴在其表面几乎能跳起"圆舞曲"。

热重分析(TGA)数据更让人振奋,含2% PEA-g-BNNS的涂层在高温下依然保持镇定自若。而电化学测试则上演了"防腐保卫战"的精彩戏码——即便在3.5 wt.% NaCl盐水中浸泡20天,涂层的低频阻抗值(|Z|0.01 Hz)仍坚守在2.00×1010 Ω cm2的惊人高位,相当于给金属穿了件"纳米铠甲"。这项研究不仅为苯并噁嗪树脂开辟了新的应用疆域,更为设计下一代智能防护材料提供了"纳米配方"密码。

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