8-羥基喹啉在涂料中的長效釋放研究
發表時間:2025-07-178-羥基喹啉(8-HQ)在涂料中的長效釋放研究,主要聚焦于通過特定的負載方式和涂層設計,使其在涂料使用過程中緩慢、穩定地釋放,以發揮防腐、抗菌等作用。相關研究內容如下:
一、負載材料與釋放機制:
多孔微球:可利用單體三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)制備多孔微球來負載8-羥基喹啉。當鋁合金基體發生腐蝕時,腐蝕產生的酸性環境會加速其從多孔微球中擴散出來,8-羥基喹啉分子與Al³⁺反應產生顯著熒光,起到腐蝕預警作用,同時其緩蝕作用可對鋁合金提供長期保護。
沸石咪唑骨架(ZIF-8):ZIF-8 具有相對大的內孔和小的窗口孔,8-羥基喹啉分子可在其合成時原位組裝到內孔中,從窗口孔逸出受到抑制,從而實現有效裝載與控制釋放。腐蝕產生的酸性環境可觸發8-羥基喹啉客體分子從 ZIF-8 中釋放,釋放出的8-羥基喹啉與腐蝕區域裸露的金屬基體反應形成自修復保護膜層,還可通過熒光效應實現預警可視化。
層狀硅酸鹽:通過表面接枝聚合,用含8-羥基喹啉的單體對層狀硅酸鹽進行改性,形成 pH 響應型聚合物 - 緩蝕劑共軛物。該共軛物共價連接到硅酸鹽上,在酸化條件下可實現緩蝕劑8-羥基喹啉的可持續釋放,與層狀硅酸鹽的阻隔性能協同作用,降低鋁合金基體的腐蝕電流密度。
二、影響釋放的因素:
pH值:8-羥基喹啉在不同 pH 值條件下釋放速率不同,通常在酸性條件下釋放更快,如在pH=4和10的條件下比在 pH=7的條件下從聚己內酯(PCL)納米纖維中釋放速度更快,酸性條件有助于早期腐蝕位置的精確定位,同時加速它與金屬離子螯合形成保護膜,發揮防腐作用。
溫度:溫度升高可能會加快8-羥基喹啉的釋放速率,因為溫度升高會增加分子運動速率,使其更容易從負載材料中脫離。但目前相關研究相對較少,具體的溫度影響規律還需進一步深入探究。
三、在涂料中的應用效果:
防腐性能:含有8-羥基喹啉的涂層對金屬基體有良好的防腐效果。如將8-羥基喹啉@pTMPTA 微球集成到涂層基體中制備的鋁合金智能涂層,在模擬海水和鹽霧條件下,浸泡35d后,涂層的阻抗值幾乎保持不變,能對鋁合金起到長期保護作用。
抗菌性能:8-羥基喹啉具有一定的抗菌活性,將防霉抗菌劑8-羥基喹啉銅與苯乙烯-丙烯酸共聚物通過共價鍵結合,添加到粉末涂料中,可使其具有長效防霉抗菌作用,延長涂料使用壽命。
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