Page 98 - 2025年7月防腐蚀专辑
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孙  等：海洋环境智能防腐涂层：结构设计与响应机制

             的防腐性能有重要的影响。                                       吡喃，合成了一种力致 导变色的自预 /自修复涂
                                                                层。结果表明，在外力作用下，随着拉伸程度的增
             1. 3. 1  pH
                 目前，大多数自修复涂层要依靠 pH 的变化驱动                        加，螺吡喃中螺环 C—O 键的断裂能够有效转化为颜
             涂层内部腐蚀防护反应的发生，pH 对涂层的防腐能                           色的变化，使涂层实现从黄色到 蓝色 至深紫色
             力有重要影响       [37-38] 。Huang 等 利用 rGO/介孔二氧化         的转变。此外，由于氢键的相互作用，该聚氨酯涂层
                                       [39]
             硅与 pH 响应性的 N，N-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯                         表现出优异的自修复行为，其修复效率高达98. 3%。
            （PDMAEMA）进行三明治结构设计，并负载 BTA 分                        2    结 语
             子，以此来增强环氧复合涂层的防腐能力。结果表
             明，PDMAEMA 作为 pH 驱动的阀门，可有效调控 pH                          目前，智能响应型防腐复合涂层仍处于实验室
             从而控制 BTA 的释放，实现了复合涂层基于 pH 变化                       初步探 阶段，距离工业化应用还有很长的距离。
             的智能自修复腐蚀防护。此外，在 NIR 光照下，GO                             （1）当前自修复防腐涂层适用于微小的缺陷，很
                                                         r
             显著的光热效应不仅可以提高涂层表面温度实现复                             难实现大面积破损区域的修复。针对外 型自修复
             合涂层的自修复，还可以促进 BTA 的释放以抑制腐                          涂层，要重点关注缓蚀剂的负载效率、容器与树脂之
             蚀活性，从而实现涂层的长效腐蚀防护。Mirmohseni                       间的界面相容性。对于本征型自修复涂层而言，要
             等 利用水包油微乳液成功制备了负载缓蚀剂的二                             注意涂层本身力学性能与修复效率的平 。此外，
               [40]
             氧化硅胶 ，并设置 pH 开关，成功实现了 MBT 的智                       智能防腐复合涂层的水下自修复性能也应该重点关
             能释放，从而赋予复合涂层优异的自修复性能。                              注和研究。

             1. 3. 2                                                （2）腐蚀预 在智能响应型防护涂层领域的研
                 磁场也是影响复合涂层防腐性能的一个重要因                           究相对较少，主要是通过显色反应来判断涂层的受
             素 。Ma 等 通过水热法成功制备了 rGO 负载四氧                        损情况，对于其损伤程度难以定量化，且 敏度较
                        [42]
               [41]
             化三铁纳米颗粒（rGO-Fe O），并将其均匀分散在硅                        低，不具备普适性。此外，发展多通道缺陷响应模
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             油中制备 rGO-Fe O /Oil 基于磁场驱动的自修复涂                     式，实现缺陷腐蚀实时监测，建立涂层缺陷-腐蚀-预
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             层。在磁场的驱动下，GO-Fe O /Oil 能定向覆盖损                       之间的构效关系，是智能腐蚀防护涂层发展的一
                                  r
                                         3  4
             伤区域，实现局部腐蚀区域的智能修复。Ding 等                     [43]  个重要方向。
             利用 Fe O 对石墨烯纳米片进行改性，并将其分散                              （3）原位海洋环境验证实验是智能响应型防腐
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             在环氧树脂中，在均匀磁场和超声波条件下固化，                             涂层发展的重要趋势。它能及时监测各种腐蚀参数
             进而在树脂内部形成定向排列的石墨烯纳米片。                              的变化，提供更详细、真实的统计数据，以便更精确
             对于富锌涂层而言，与非磁性层相比，定向排列磁                             地评估其防腐能力和环境适应性，这有助于进一步
             性石墨烯的存在改善了物理屏蔽和阴极保护性能。                             提高和优化智能防腐涂层材料的开发和应用。
             这种改进是由于平行排列降低了有效的电子传输                                  （4）海洋苛刻环境下智能防腐涂层的工业化应
             并提高了锌颗粒的活性，从而赋予复合涂层优异的                             用仍存在大量技术瓶 ，制备工艺复杂、施工环境
             防护能力。                                              劣、成本高等。此外，复合涂层的耐久性和稳定性也
             1. 3. 3  力                                         需要进一步提高。因此，在海洋环境如 海大桥、海
                                                                上风电等涂覆智能防腐涂料还有大量工作待深入探
                 涂层在实际服役过程中，通常是受到机械外力
                                                                 和研究。
             压迫而造成缺陷、损伤。因此，开发基于力致响应智
             能防腐涂层是一种有效策略。螺吡喃因其良好的力                                                参考文献

             致响应特性，被广泛应用于智能防护涂层。Davis
                                                                [ 1 ] HOU B，LI X，MA X，t al. The cost of corrosion in China[J].
                                                                                    e
             等 利用螺吡喃修饰聚（丙烯酸甲酯）得到了一种基
               [44]
                                                                     npj Materials Degradation，2017，1（1）：4.
             于力致响应变色的聚合物材料，拉伸结果表明，在外
                                                                [ 2 ] WHITE  S，SOTTOS  N，GEUBELLE  P，et  al. Autonomic
             力作用下，聚合物拉伸处会逐渐转变为红色，且随着                                 healing  of  polymer  composites[J]. Nature，2001，409：
             拉伸程度的增加颜色逐渐变深，实现了对机械外力                                  794-797.
             的自预 。Song 等 在聚氨酯主链中引入双羟基螺                          [ 3 ] WANG  J，ZHAO  J，TABISH  M，et  al. Intelligent
                              [45]
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