摘要：防腐涂层因其灵活性、经济性和有效性而在腐蚀防护领域得到广泛应用。为了进一步提高涂层的耐腐蚀性，开发了各种功能性材料。大量研究表明，无机或结晶良好的有机微米和纳米材料，如金属氧化物、改性石墨烯、MXene层状材料和纤维素纳米晶体，可以通过延长腐蚀路径和降低涂层孔

防腐涂层因其灵活性、经济性和有效性而在腐蚀防护领域得到广泛应用。为了进一步提高涂层的耐腐蚀性，开发了各种功能性材料。大量研究表明，无机或结晶良好的有机微米和纳米材料，如金属氧化物、改性石墨烯、MXene层状材料和纤维素纳米晶体，可以通过延长腐蚀路径和降低涂层孔隙度来提高涂层的防腐性能。此外，具有阳极钝化作用的聚苯胺或聚吡咯，以及含有修复剂的微纳米胶囊也已被广泛研究。众所周知，在大多数情况下，氧浓度是影响腐蚀程度的主要因素，制备能长时间与氧气反应的功能性涂层可以显著降低腐蚀速率。在上述材料中，MXene不仅可以延长腐蚀路径，还可以与氧气反应。因此，近年来MXene基材料在防腐涂层中的应用得到了广泛研究。

然而，纳米或微米材料通常会聚集在一起，需要进行改性以提高其在涂层中的分散性。此外，MXene还需要改性以降低其电导率并提高其在水中的稳定性。目前，由于制备工艺的限制，将MXene基材料应用于防腐涂层的成本仍然较高。因此，开发一种能够与氧气长时间反应、具备多功能性、易制备和易分散特性的新型材料，对于提高涂层的防腐性能和降低涂层成本至关重要。

双酚A环氧树脂约占环氧树脂总产量的90%，是一类重要的石化中间体。然而，近年来双酚A二缩水甘油酯（DGEBA）的生物安全性较低，尤其是双酚A的致癌性和生殖毒性，已引起广泛关注。因此，有必要使用相对安全的生物基材料部分替代石化原料。聚糠醇（PFA）是一种来自可再生能源的生物基材料，有望部分替代石油基材料。由于其制备方法简单、成本较低、且具有良好的耐热和耐化学性能，PFA热固性树脂已广泛应用于金属铸造、木材粘合剂、多孔碳材料以及生物基纳米复合材料等多个领域。

PFA是通过酸催化聚合从可再生农业废弃物中获得的糠醇制成的。PFA树脂含有大量芳香呋喃环，具有良好的疏水性和与多种聚合物的相容性。早期研究显示，糠醇树脂在接触空气时部分成分会变黑并形成不溶性PFA。PFA的这些优点表明其在重防腐涂层中的应用具有提升防腐性能的巨大潜力。然而，PFA对涂层防腐性能的影响尚未得到深入研究。

近期，天津大学王志团队将聚糠醇添加到环氧涂层中，成功制备出PFA/环氧复合防腐涂层。

该涂层中PFA具有良好的疏水性，与环氧树脂相容性好，并且可以与氧气缓慢反应，进一步形成交联结构。与纯环氧涂层相比，该复合涂层具有更优异的耐腐蚀性，在所制备的涂层中，EP50的防腐性能最好。该复合涂层中PFA的总百分比可达37.5wt%。在55℃的NaCl溶液中浸泡80天后，涂层的低频(f=0.01Hz)阻抗模值仍高达1011；在纯水中浸泡，基材表面保持86天未被腐蚀。因此，聚糠醇（PFA）作为一种多功能生物基材料，未来在防腐涂料领域具有广阔的应用前景。

PFA提高涂层防腐性能的机理

数据来源与出处

相关研究成果以“Oxygen-consuming and anti-corrosion epoxy composite coatings based on polyfurfuryl alcohol as multifunctional bio-based material”发表在《Progress in Organic Coatings》上。

来源：晓勇科学