镁合金腐蚀研究进展（45）-镁合金表面Mg(OH)₂/聚丙烯超疏水涂层耐蚀性能

    超疏水涂层在金属结构材料包括镁合金表面的腐蚀和防护方面有着广泛的应用。然而，疏水涂层表面微结构易被破坏从而失去疏水特性。这严重限制了它们的应用。因此，设计稳定性高的超疏水涂层能够有效地改善涂层的耐久性和耐蚀性。

    Mg(OH)₂涂层可在镁合金表面原位生长，具有良好的结合力、阻燃和一定的耐蚀性能，可作为无机/有机复合涂层的打底层。然而，Mg(OH)₂涂层存在一些不足之处：一方面，Mg(OH)₂涂层很容易被腐蚀性氯离子溶解。另一方面，Mg(OH)₂涂层表面比较疏松，这可能充当运输通道，促进腐蚀性介质的渗透。

    聚丙烯(PP)具有优异的耐腐蚀性能。然而，PP是非极性的，很难结合到金属基体表面。添加少量马来酸酐接枝的聚丙烯（PP-g-MAH）可以显著改善PP与基体的黏结力。

    在本工作中，利用水热法在AZ31镁合金表面制备Mg(OH)₂涂层，随后浸泡在PP溶液中，可通过浸渍提拉法合成微米尺度球状结构的PP涂层。结果表明，Mg(OH)₂/PP复合涂层展示出优异的疏水性和耐蚀性。

    该项工作“Corrosion resistance of one-step superhydrophobic polypropylene coating on magnesium hydroxide-pretreated magnesium alloy AZ31”发表在《Journal of Alloys and Compounds》(821, 2020: 153515)（https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153515）。第一作者为硕士研究生张召琦，通讯作者为山东科技大学曾荣昌教授、中船重工七二五所蔺存国研究员。

Fig. 1. Schematic of the preparation process of the Mg(OH)₂/PP coatings.

Fig. 2. SEM micrographs of (a-d) Mg(OH)₂ coating and (e-g) Mg(OH)₂/PP coating; elemental compositions of (h) all samples.

Fig. 3. XRD patterns (a) of (Ⅰ) AZ31 substrate, (Ⅱ) Mg(OH)₂ coating and (Ⅲ) Mg(OH)₂/PP coating; FT-IR spectrum (b) of (Ⅰ) Mg(OH)₂ coating and (Ⅱ) Mg(OH)₂/PP coating.

Fig. 4. XPS spectra of Mg(OH)₂/PP coating: (a) survey spectra, (b) C 1s, (c) O 1s and (d) Mg 2p.

Fig. 5. Water contact angle (CA) of (a) AZ31substrate, (b) Mg(OH)₂ coating and (c) Mg(OH)₂/PP coating; (d) Sliding angle (SA) of Mg(OH)₂/PP coating.

Fig. 6. Durability tests of Mg(OH)₂/PP coating as the increase of the impact time of water flow on the coating: (a) 5 s, (b) 10 s, (c) 15 s and (d) 20 s.

Fig. 7. Nyquist plots (a), Bode plots of |Z| vs. frequency (b) and Bode plots of the phase angle versus frequency (c) of samples; equivalent circuits of (d) AZ31 substrate, (e) Mg(OH)₂ coating and (f) Mg(OH)₂/PP coating.