低碳鋼，含碳量不超過2%，不含有其它合金元素。低碳鋼的產(chǎn)出量巨大，應(yīng)用廣泛，從集裝箱、鋼筋到機械零件、建筑材料，應(yīng)有盡有。低碳鋼的成本相對較低，且具有良好的機械性能，但它容易遭受腐蝕，從而容易造成較高的經(jīng)濟損失和隱患。因此，了解和減輕這種合金的腐蝕至關(guān)重要。化學(xué)緩蝕劑和涂料是常使用的防腐蝕方法。緩蝕劑可以作為添加劑添加到涂料中以保護鋼材的外部結(jié)構(gòu)，或添加到水箱和管道流體中以保護鋼的內(nèi)表面。

離子液體(ILs)等無金屬有機緩蝕劑，由于其具有在寬溫度范圍內(nèi)的、與受保護材料的相容性、在水中的良好溶解性、低成本和相對低毒性等優(yōu)點，在抗腐蝕應(yīng)用中有相應(yīng)的應(yīng)用前景，并引起人們的興趣。

西班牙巴斯克大學(xué)的Esther Udabe等人研究了三種丙烯酸離子液體作為緩蝕劑的性能。結(jié)果表明，將ILs嫁接到聚合物涂料中能起到良好的抗腐蝕性作用。

作者先單獨研究了三種離子液體（聚離子液體單體）的抗腐蝕性能。a、b、c分別表示為[p-OHcoum] M、[p-O(C₄H₉)coum] MA和[p-O(C₆H₁₃)coum] MA，其結(jié)構(gòu)如圖1A所示。作者將低碳鋼浸潤在0.01 M NaCl溶液中24 h，電位動力極化的結(jié)果表明，[p-OHcoum] MA、[p-O(C₄H₉)coum] MA和[p-O(C₆H₁₃)coum] MA均了陽極的活性。實際情況如圖1C所示，明顯地觀察到[p-O(C₆H₁₃)coum] MA單體的抗腐蝕效果更好。

隨后，作者將離子液體單體和聚合物單體按照20% PILs的量混合，并在低碳鋼表面聚合形成抗腐蝕離子液體聚合物涂料，如圖3所示。將被涂料包裹的AS1020低碳鋼浸潤在0.01 M NaCl溶液中24 h，研究聚合物涂料的抗腐性能，研究結(jié)果如圖4所示。從圖4A中可以明顯的觀察到含有PILs的聚合涂料的抗腐蝕效果，其中含有20％的[p-O(C6H13)coum] MA的樣本抗腐蝕效果明顯優(yōu)于含20％的[p-OHcoum] MA和20％的[p-O(C4H9)coum] MA的樣本，電化學(xué)阻抗譜也印證了這一點。

圖4. AS1020鋼上的聚合物涂層包含20％的[p-OHcoum] MA，20％的[p-O(C4H9)coum] MA和20％的[p-O(C6H13)coum] MA;以及在NaCl溶液中浸潤后的電化學(xué)阻抗譜分別是ad，be，cf

（圖片來源：Materials Advances）

總而言之，本文將離子液體單體引入到商用聚合物涂層配方中，**改善了其緩蝕性能，表明這是一條改進(jìn)金屬基體防腐涂層的途徑。

原文鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/MA/D0MA00243G

原文作者：

Esther Udabe, Maria Forsyth, Anthony Somers and David Mecerreyes

DOI: 10.1039/d0ma00243g

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