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  具有電活性及魯棒性的超疏水涂層因其優(yōu)異的電活性能和超疏水性能，可廣泛應用于電磁屏蔽紡織品、可穿戴傳感器、防腐蝕以及防結(jié)冰等領域。然而，目前的超疏水防腐蝕涂層制備成本高、工藝復雜、難以批量制備以及耐用性能較差。因此，構(gòu)建一種制備低成本、易于制備、堅固耐用及優(yōu)異防腐性能的金屬防腐蝕超疏水涂層仍具有挑戰(zhàn)性。

  目前，河北工業(yè)大學張旭教授課題組與中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司合作，首先通過可快速制備的陽離子聚合及化學氧化法，在交聯(lián)聚苯乙烯納米管表面包覆聚吡咯（PPy）殼層制備具有電活性的PDVB@PPy NTs（圖1a），利用其電活性能可以構(gòu)成對腐蝕介質(zhì)的物理屏障，隨后與環(huán)氧樹脂（EP，E44）相結(jié)合制備復合涂層的底層PDVB@PPy/EP（圖1c），增強了涂層的耐腐蝕性能；其次通過在陽離子聚合過程中加入氟化二氧化硅納米粒子（FSiO₂ NPs）制備具有疏水性能的PDVB/FSiO₂ NTs（圖1b），隨后與乙醇膠相結(jié)合制備復合涂層的表層PDVB/FSiO₂（圖1d）。分別在Q235鋼板上噴涂電活性底層PDVB@PPy/EP和超疏水表層PDVB/FSiO₂。最終，制備了超疏水防腐蝕復合涂層（PDVB/FSiO₂-PDVB@PPy/EP）。該涂層經(jīng)過惡劣的機械破壞、長時間的紫外線照射、真實海邊環(huán)境暴露以及強酸/堿性溶液浸泡后仍具有優(yōu)異的超疏水性能。同時還在鹽霧及鹽水浸泡環(huán)境下研究了防腐蝕性能。 

圖1. 制備示意圖：（a）PDVB@PPy NTs，（b）PDVB/FSiO₂，（c）PDVB@PPy/EP底層，（d）PDVB/FSiO₂-PDVB@PPy/EP涂層.

圖2. SEM圖：（a）PDVB NTs（插圖為水接觸角），（b）PDVB/FSiO₂ NTs（插圖為水接觸角），（c）PDVB/FSiO₂表層，（d）PDVB@PPy NTs（插圖為局部放大圖）和（e）PDVB@PPy/EP底層.

圖3.（a）復合涂層WCA和SA隨泰伯磨損循環(huán)的變化，（b）海邊暴露120天前后的光學照片，（c）復合涂層WCA和SA隨紫外照射時間的變化，復合涂層在（d）pH=1的HCl溶液和（e）pH=14的NaOH溶液中浸泡不同天數(shù)的WCA和SA.

圖4. 不同樣品經(jīng)過30天鹽霧腐蝕并去除涂層后的微觀形貌和三維形貌：（a）裸Q235鋼板及（b）噴涂純EP涂層，（c）PDVB/FSiO₂-PDVB/EP和（d）PDVB/FSiO₂-PDVB@PPy/EP復合涂層的Q235鋼板.

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150928