Page 48 - 《精细化工》2020年第12期

·2410· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

对其实现有效剥离的重要途径。GAO 等 [28] 采用超声 性和相容性，也常采用 PDA、偶联剂、表面活性剂
分散法成功将块状 MoS 2 剥离为层状，然后通过超 等对其表面进行改性。XIA 等 [32] 通过 PDA 对 MoS 2
声混合法将其引入到聚丙烯酸酯中。发现剥离后 进行改性，在其表面引入氨基和酚羟基，从而改善
MoS 2 纳米片（MMN）的加入减少了涂层中的裂纹 MoS 2 在环氧树脂中的分散性。与纯环氧树脂涂层相
数量并使涂层更致密，当 MoS 2 质量浓度为 0.2 g/L 比，复合涂层的耐蚀性提高了近 3 个数量级，附着
时，复合涂层的腐蚀电流密度降低了近 2 个数量级， 力提高了约 3 MPa。JING 等 [33] 用 PDA 和硅烷偶联
其防腐机理如图 5 所示。 剂对 MoS 2 接枝改性来增强 MoS 2 在环氧树脂中的相
容性。接枝改性后，当 MoS 2 质量分数为 0.8%时，
制备的复合涂层的耐蚀性能最佳。陈长伟 [34] 和 ZHAO
等 [35] 采用十二烷基苯磺酸钠对 MoS 2 进行改性，使
其均匀分散在聚合物涂层内部，从而有效抑制金属
基体的腐蚀。
采用超声剥离、金属掺杂及化学修饰均可有效
提高 MoS 2 在聚合物中的分散性。其中，超声剥离

虽然操作简便，但其分散效果有限；金属掺杂虽可
图 5 MMN/聚丙烯酸酯复合涂层防腐机理示意图 [28] 通过引入金属离子来扩大 MoS 2 的层间距，但会引
Fig. 5 Schematic diagram of anticorrosion mechanism of 起 MoS 2 内部结构的改变；化学修饰主要是通过改
MMN/polyacrylate composite coating [28]
变 MoS 2 的表面性质来提高其分散性，且这种方法
对 MoS 2 进行掺杂也是提高其防腐蚀性能的一 操作简单，可设计性强，因此较为常用。此外，将
个重要手段。对 MoS 2 进行离子掺杂，一方面可以 MoS 2 作为纳米填料应用于聚合物中，MoS 2 自身的
扩大其层间距，另一方面可改变其表面性质、内部 半导体性质显著提高涂层的防腐蚀性能。但目前有
结构和电化学性能，从而提高其防腐蚀性能。QU 关 MoS 2 在涂层防腐中的研究还相对较少，因此，仍
等 [29] 分别制备了 MoS 2 /PVB 和 MoS 2 -Zn/PVB 复合涂 需要进一步探索，使其在防腐领域得到更好的发展。
层。结果表明，Zn 的添加可增强 MoS 2 的防腐效果。
这是因为，MoS 2-Zn 中掺杂的 Zn 作为活性金属可用 4 水滑石在涂层防腐中的研究进展
作涂层的阴极保护，从而避免了铜的腐蚀。同样，
ARUNKUMAR 等 [30] 用 Fe、Co 和 Ni 离子对 MoS 2 纳 水滑石是一类具有二维层状结构的阴离子型材
料，其层板由带正电荷的混合金属氢氧化物组成，
米片进行掺杂，掺杂使 MoS 2 的活性位点数目增加，
层 间吸附 有大 量阴离 子， 化学组 成可 表示 为
可发挥阴极保护机制，提高涂层的耐腐蚀性能，即 2+ 3+ x+ n– x/n x– 2+
–
使在苛刻的 Cl 腐蚀环境下，涂层也具有优异的防腐 [M 1–x M x (OH) 2 ] [(A ) •mH 2 O] 。 其中， M 是
2+
2+
3+
2+
2+
Mg 、Ni 、Co 、Zn 等二价金属阳离子，M 是
效果。除掺杂外，将 MoS 2 与其他无机材料复合也 3+ 3+ 3+ n– 2–
可进一步提升涂层的防腐效果。XIA 等 [31] 首先采用 Al 、Cr 、Fe 等三价金属阳离子，A 是 CO 3 、
–
–
NO 3 、Cl 等阴离子。水滑石具有主体层板的化学组
十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对 SiO 2 微球进行表面
成、层间客体阴离子的种类和数量、粒径和分布等
改性，再通过水热法在其表面原位生长片状 MoS 2 ，
制备了 SiO 2 -MoS 2 核壳纳米材料，其合成机理如图 均可调节的特点，被广泛应用于阻燃 [36] 、催化 [37] 等
领域。
6 所示。MoS 2 的存在一方面提升了无机材料 SiO 2
水滑石对涂层防腐蚀性能的提升主要是基于二
在聚合物中的分散性，另一方面其片层结构的阻隔
作用减少了腐蚀性介质的扩散。 维层状结构对腐蚀性介质的阻隔屏蔽作用，通过插
层、交换和释放的阴离子型缓蚀剂，吸收腐蚀性阴
离子等作用来实现。但水滑石表面和边缘带有的大
量羟基能形成氢键，从而导致层板间容易发生堆叠，
在聚合物中易于团聚，因此，通过插层适当的化学
物质来改变其表面性质和层间距，可改善水滑石与

图 6 SiO 2 -MoS 2 核壳纳米材料的合成机理示意图 [31] 聚合物之间的相容性，从而提高附着力。
Fig. 6 Schematic diagram of the synthesis mechanism of 采用直接合成法或阴离子交换法对水滑石进行
SiO 2 -MoS 2 core-shell nanomaterials [31]
插层改性，通过增大其层间距来提高涂层的防腐蚀
此外，为了提高 MoS 2 在聚合物基体中的分散 效果是最普遍的一种做法。ALIBAKHSHI 等 [38] 采用