Page 97 - 2025年7月防腐蚀专辑

孙 等：海洋环境智能防腐涂层：结构设计与响应机制

8-HQ@PANI 微球，并系统考察了该微球对聚合物涂 既可以修复涂层破损区域，又能对腐蚀进行早期
层早期预 及修复的影响行为。在涂层表面引入人 预 。
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工划痕并放置在中性盐雾箱中，经过 48 h 的浸泡，纯 碳量子点（CQDs）是一类具有显著荧光性能的零
涂层没有出现任何变化，而复合涂层出现明显的蓝 维碳纳米材料，在涂层预 等领域中表现出极大的
色荧光，且随着浸泡时间的延长，荧光效应 发明 应用潜力 [33-34] 。L 等 利用表面含有丰富极性官能
[35]
显。这主要是因为当涂层发生破损时，8-HQ 会从 团 的 CQDs 修 饰 石 墨相 氮 化 碳 纳 米 片（g-C N ，
3 4
8-HQ@PANI 微球中释放出来并与 Al 发生螯合反 CNNs），并制备了兼具主/被动自修复和早期预 一
3+
应，产生荧光自预 。此外，PANI能够在近红外光照 体化的复合防腐涂层。基于 CQDs 对金属基底的吸
下引起树脂分子链段的重构，同时产生致密的保护 附特性，使涂层由被动防护转为主动防腐。此外，
膜，实现涂层的自修复。类似的，该课题组将 8-HQ CQDs 具有出色的荧光特性，能够精准监测涂层中的
负载在三羟甲基丙烷三丙烯酸酯微球上，发现 8-HQ 微裂纹，实现早期预 （图2）。

（a）—CQDs的荧光响应机理
c c d d
1 1
&1

&1

&1

&1 &1 e e 1 f f 1
&1

&1
&1

c
e
（c）—EP（c，），CNNs/EP（d，d），CQCN /EP（e，）
1 1 0. 25 1
（b）—微裂 涂层的荧光发射光谱 和CQCN /EP（f，f）微裂 涂层的激光共聚焦图
0. 5 1
图2 利用CQDs的荧光特性精准 测涂层中的微裂
Fig. 2 Accurate monitoring of microcracks in coatings using the fluorescence characteristics of CQDs
发展自修复-自预 功能一体化复合防腐涂层 目前，自预 智能防腐涂层已逐渐成为智能涂
正成为一个重要趋势。Li 等 利用聚多巴胺修饰 层发展的一个重要方向。保持高精度、高 敏度和
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方氮化 （PN），以此来连接金属有机框架（Zn-MOF- 高海洋环境适应性是目前预 方向的研究热点。此
74），构建基于 PN-Zn-MOF-74 纳米容器的智能防腐 外，还应该进一步降低自预 智能防腐涂层的制备
涂层。在涂层服役过程中，Fe 和 Zn 之间的阳离子 成本和提高预 性能的普适性，发展预 -修复一体
2+
3+
交换行为可消除 Zn-MOF-74 的荧光特性，并在受损 化海洋环境高性能防腐涂层。
区域重新形成弱荧光化合物，实现涂层的早期预 。 1. 3 能响应涂层的 要素
此外，Fe 和 H 会逐渐在受损区域释放，与纳米容器 环境智能响应型涂层在发挥自修复、自预 智
3+
+
中封装的 Zn 和聚多巴胺迅速交换并反应，形成致密 能响应防护功能时通常需要外界条件一定的刺激，
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的保护膜，实现涂层的主动防护。 主要包括 pH、磁场、力等因素。这些因素对复合涂层
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