Page 123 - 2025水性涂料虚拟专辑

卓 等：改性氧化石墨烯/水性环氧复合涂层的制备及性能研究

表1 GO和AGO的 含量 微观结构及AGO分散状态，结果如图4所示。
Table 1 Element contents of GO and AGO
项目 GO AGO

w（C）% 72. 16 73. 30
/
/
w（O）% 27. 84 24. 38
10 μm 10 μm
w（N）% 2. 32
/
（a）—EP （b）—0. 5%GO/EP
由图 2 可知，GO 和 AGO 都有 2 个明显的 C 峰
（284 eV）和 O 峰（530 eV），但 AGO 出现了新的 N 峰
（397 eV）；且 GO 的 C1 窄谱中出现了 4 个典型特征峰
C C/C—C（284. 8 eV）、C—O—C（287. 1 eV）、C O 10 μm 10 μm
（287. 5 eV）、O—C=O（289. 3 eV），AGO 的 C1 窄谱新
（c）—0. 3%AGO/EP （d）—0. 5%AGO/EP
出现了 C—N 峰（285. 7 eV）；AGO 的 N 窄谱拟合分峰
后出现 C—N 峰和N—H峰 ，上述特征变化进一步证明
[8]
PEA通过EDC/NHS成功接枝在GO上，且根据表1可知
AGO中N元素含量为2. 32%，由GO边缘处每个PEA分
10 μm 10 μm
子链带有2个N原子计算得知，PEA在GO上的接枝率约
（e）—0. 7%AGO/EP （f）—1. 0%AGO/EP
为1. 16%。
图4 AGO/EP复合涂层SEM断面图（放大5 000 ）
进一步对 GO 和 AGO 进行 XRD 表征，分析 GO 改
Fig. 4 SEM cross section of AGO/EP composite coatings
性前后晶格结构及层间距变化，结果如图3所示。
由图 4 可知，纯 EP 断面整体比较平整光滑，而
GO/EP 和 AGO/EP 涂层断面变得粗糙，出现了明显的
裂纹。对于 0. 5%GO/EP，GO 纳米片均匀分散在环氧
*OFSOTJUZ B V GO 随机分散 ，无特定的排列取向 ；相比之下 ，
基体中，且与环氧树脂之间存在小部分孔 ，突出的

0. 5%AGO/EP 涂层向外突出的纳米片减少 ，说明
AGO 与环氧树脂之间有着良好的界面作用，同时突
出的 AGO 纳米片与环氧产生的波浪型 皱有一定的
取向排列，并且随着 AGO 含量的增加，AGO/EP 的
2θ/（°） 皱形态和取向愈发明显，这有利于提高复合涂层的
g

力学性能及耐腐蚀性。
图3 GO和AGO的XRD图
对复合涂层进行拉伸测试，得到相应的应力-应
Fig. 3 XRD pattern of GO and AGO
变曲线，结果如图5所示。
由图 3 可见，GO 在 2θ=11. 48°有 1 个明显的峰， 由图 5 可知，随着 AGO 含量增加，涂层拉伸强度
对应于 GO 的（001）晶面，由布拉格方程计算出层间 不断提高，而断裂伸长率先上升后下降，但总体呈上
[9]
距为 0. 77 nm 。通过接枝 PEA 分子链后 AGO 在 2θ= 升趋势。当 AGO 含量在 0. 5% 时，断裂伸长率最大为
7. 05°有 1 处明显的峰，对应层间距为 1. 25 nm。与文 7. 2%，当 AGO 含量在 1. 0% 时，拉伸强度升至最大为
献 中聚醚胺通过开环接枝 GO面上的环氧基团使薄 60. 83 MPa。相比之下，0. 5%GO/EP 复合涂层的力学
[10]
片层间距增大至 2. 24 nm 相比，在 EDC 和 NHS 的低 性能提升不如 AGO 明显。这主要归因于 AGO 在 EP
温活化作用下，聚醚胺端氨基可以与 GO 边缘处的羧 基体中的均匀分散，且 AGO 边缘接枝聚醚胺分子的
基反应 ，PEA分子接枝到 GO边缘。 胺基与环氧分子的环氧基团之间通过共价键产生了
[11]
2. 2 AGO/EP复合涂层的结构与力学性能 较强的界面相互作用，当发生断裂时，有利于界面间
用 SEM 观察 EP、GO/EP 和 AGO/EP 复合涂层的 载荷的应力传 ，减少了复合涂层拉伸时产生的应

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