基于有机防腐涂层自防护能力的天然纳米管缓蚀剂装载器智能缓释行为调控及相关机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51871227
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the implementation of the china's Mega project and the super infrastructure engineering in China, more than 100-year service life has become an essential performance index for many engineering materials and equipment. To develop intelligent and environment friendly organic anticorrosion coatings is a good solution to meet the requirements. In this project, the discussion will be dressed on the release behavior, control technique and related mechanism of inhibitors in the halloysite nanotubes encapsulated by polyelectrolyte with environmental change response ability on aspect of enhancing the self-protection ability and service life of organic anticorrosive coatings. More focus will put on the response behavior of micro vessel on the invasion of water, the change of Cl- concentration and pH value in the organic anticorrosive coatings. The applicant will also study the interaction behaviors between the environmental change response behavior of the micro vessel and self-protection performance of anti-corrosion coating and analyze the related mechanism. An appropriate control technique will be obtained in the end. The applicant will also study the influence of key parameters, such as load and release rate of inhibitor, additive amount and distribution of micro vessel in organic anticorrosion coatings, on self-protection properties and other service performance, and explore the comprehensive interaction mechanism as well. The suitable range of key parameters will be determined. Finally, laboratory evidence and theoretical guidance for design, development and application of the efficient and long life intelligent environment friendly organic coatings will be present.
发展智能有机防腐涂层是实现我国超级工程、超大型基础设施装备材料超高使役性能和超长使役寿命的有效途径。本项目以提升有机防腐涂层自防护能力和使役寿命为目的,开展经聚电解质包覆的具有环境变化响应能力的天然埃洛石纳米管微容器在有机防腐涂层中对缓蚀剂的缓释行为调控及相关机理研究,重点探究微容器对涂层中水的入侵以及氯离子浓度和pH值变化的响应行为,分析上述响应行为对涂层自防护能力的影响规律和微观作用机制,掌握微容器环境变化响应能力与涂层自防护能力匹配性调控技术;研究微容器的缓蚀剂装载量、对缓蚀剂的释放速度以及微容器在有机涂层中的添加量和分布状态对涂层自防护能力和使役寿命的影响规律和作用机制,确定上述各参数的适宜范围,为建立环境敏感型智能有机防腐涂层设计准则提供理论依据,为环境友好的高效长寿命智能有机防腐涂层的研制和推广应用提供可靠的实验室证据。

结项摘要

发展绿色高效多功能一体化智能防护涂层是实现我国超级工程、超大型基础设施装备用金属材料超高使役性能和超长使役寿命的有效途径。本项目以提升有机防腐涂层自防护能力为目标,开展经聚电解质包覆的具有环境变化响应能力的天然埃洛石纳米管在有机防腐涂层中对缓蚀剂的缓释行为调控及相关机制研究,研发微胶囊环境变化响应能力与涂层自防护能力匹配性调控技术,为绿色高效多功能一体化智能涂层的研制和应用提供可靠的实验室证据。研究验证了天然埃洛石纳米管作为缓蚀剂载体的可靠性和可行性,获得了最佳装载工艺;明确了对水、Cl-以及pH值变化具有敏感性、选择性和持久性响应是微胶囊的必备性能,筛选出PDDA/PSS聚电解质对、天然壳聚糖以及天然-聚赖氨酸/海藻酸钠包覆材料,制备了满足上述缓释性能的微胶囊;微胶囊在涂层中均匀分布且核壳结构完好,适量添加微胶囊可显著提升涂层的防腐能力和自修复能力,湿态附着力、强韧性等机械性能也有一定程度的提升,以壳聚糖包覆的微胶囊还可赋予涂层杀菌防污能力。研究明确指出,决定微胶囊缓释行为和环境变化响应能力的关键因素为缓蚀剂的溶解度和聚电解质所含的特征官能团种类,缓蚀剂在不同pH值的水溶液中的溶解度影响了缓蚀剂的扩散速度以及对pH值变化的响应能力,聚电解质所含的特征官能团种类决定了聚电解质膜表面剩余电荷种类和数量以及与缓蚀剂分子间的相互作用情况,剩余电荷种类和数量的改变导致聚电解质膜层孔隙率的变化,最终决定了缓蚀剂的扩散速度,官能团与缓蚀剂分子间相互作用限制了缓蚀剂的向外扩散,综合考量上述因素是调控微胶囊缓释行为的有效途径,适量添加微胶囊可获得理想的防护涂层。成功研制了兼具防潮、防腐和防污能力的智能水性聚氨酯防护涂层和海洋装备用绿色长效防腐防污一体化智能水性环氧涂层,拓宽了水性防腐涂层的使用范围,为金属材料提供了全新的防护手段,也证实了所获研究理论和设计准则的准确性和可靠性。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
聚酰亚胺封装涂层中水的传输行为以及涂层对水阻滞能力的劣化机制研究
  • DOI:
    10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.11.012
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    表面技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张杨;都诗瑶;孟美江;李瑛
  • 通讯作者:
    李瑛
Corrosion protection of Q235 steel in acidic-chloride media using seed extracts of Piper guineense
使用几内亚胡椒种子提取物对 Q235 钢在酸性氯化物介质中的腐蚀防护
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2021.115619
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Njoku Demian I;Njoku Chigoziri N.;Lgaz Hassane;Okafor Peter C.;Oguzie Emeka E.;Li Ying
  • 通讯作者:
    Li Ying
Designing Smart Microcapsules with Natural Polyelectrolytes to Improve Self-Healing Performance for Water-Based Polyurethane Coatings
用天然聚电解质设计智能微胶囊以提高水性聚氨酯涂料的自修复性能
  • DOI:
    10.1021/acsami.2c18339
  • 发表时间:
    2022-11-15
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Li, Bowen;Njuko, Demian;Li, Ying
  • 通讯作者:
    Li, Ying
The influence of graphene on the cathodic protection performance of zinc-rich epoxy coatings
石墨烯对富锌环氧涂料阴极保护性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.porgcoat.2021.106456
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Progress in Organic Coatings
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Bai Weichen;Ma Yuantai;Meng Meijiang;Li Ying
  • 通讯作者:
    Li Ying
The role of water transport in the failure of silicone rubber coating for implantable electronic devices
水传输在植入式电子设备硅橡胶涂层失效中的作用
  • DOI:
    10.1016/j.porgcoat.2021.106419
  • 发表时间:
    2021-07-13
  • 期刊:
    PROGRESS IN ORGANIC COATINGS
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Du, Shiyao;Zhang, Yang;Li, Ying
  • 通讯作者:
    Li, Ying

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其他文献

平场数据采集间隔对莱曼阿尔法太阳望远镜平场精度的影响分析
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
    黄活石;孙路强;王芳;李瑛
  • 通讯作者:
    李瑛

其他文献

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基于分子间交互作用的聚合物薄膜在人体生理环境中抗渗能力失效的微观机制研究
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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