部分生物衍生的聚苯并恶嗪-二氧化硅混合复合材料在油水分离及防腐蚀应用中的研究

《Journal of Applied Polymer Science》：Partially Bio-Derived Polybenzoxazine-Silica Hybrid Composites for Oil-Water Separation and Anti-Corrosion Applications

本研究开发了一种基于生物前驱体的绿色聚苯并恶唑（PBZ）涂层材料，通过酸催化缩合反应制备并表征其性能。该材料在50% Si涂层棉布上表现出149°的高接触角和99.8%的油水分离效率，同时赋予 mild steel 95%的缓蚀效率（阻抗40.25 kΩ·cm2）。经过酸碱、机械磨损和紫外/热老化测试，证实其适用于油水分离、防腐及防冰表面等多元应用。

　　

摘要

在本研究中，我们提出了一种部分基于生物原料的、可持续的、环保且可再生的双功能聚苯并噁嗪（PBZ），其合成过程遵循了绿色化学原则。利用香草醛、4-羟基苯甲醛等生物衍生前体，通过酸催化的醛醇缩合反应合成了四种类型的双功能酚类化合物。随后，这些酚类化合物被用来制备相应的苯并噁嗪（BZ）单体及其聚合物PBZ。所合成的PBZs通过FTIR、¹H NMR、DSC和TGA等技术进行了表征。表面改性的棉织物和低碳钢（MS）被涂覆了PBZs，并通过接触角测量、SEM、EIS和Tafel图谱进行了分析。在测试的材料中，含有50% Si涂层的聚（CP-HB-aptes）棉织物表现优异，其水接触角高达149°，油水分离效率达到99.8%，油通量值为19,243 L m^?2 h^?1。此外，涂覆了PBZ的低碳钢（MS）显示出优异的防腐蚀性能，根据EIS和Tafel分析，其腐蚀抑制效率为95%，电阻率为40.25 k Ω cm²。进一步在苛刻条件下（包括酸/碱浸泡、机械磨损以及紫外线/热辐射）评估了涂层的稳定性。这些结果证实了所开发的PBZ涂层在油水分离、乳液分离、防腐和防冰表面等领域的应用潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。