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海藻酸鈉載體微球的制備及改性水性涂層防腐蝕機理研究

文檔作者：陽俊龍１張偉２劉曉杰３曹文凱４文檔來源：１．中海油能源發展股份有限公司工程技術湛２．中海油常州涂料化工研究院有限公司上海海鎧防腐工程技術分公司３．中國科學院海洋研究所		更新日期： 2026年05月29日	點擊數：
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２０２３年第４０卷第３期石油化工腐蝕與防護ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ 研究
引用格式：陽俊龍，張　偉，劉曉杰，等．海藻酸鈉載體微球的制備及改性水性涂層防腐蝕機理研究［Ｊ］．石油化工腐蝕與防護，２０２３，４０（３）：７
１３．　　ＹＡＮＧＪｕｎｌｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＷｅｉ，ＬＩＵＸｉａｏｊｉｅ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｎｄｓｔｕｄｙｏｎａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆ
ｍｏｄｉｆｉｅｄｗａｔｅｒｂａｓｅｄｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２３，４０（３）：７１３．
海藻酸鈉載體微球的制備及改性水性涂層
防腐蝕機理研究
陽俊龍１，張　偉２，劉曉杰３，曹文凱４
（１．中海油能源發展股份有限公司工程技術湛江分公司，廣東湛江　５２４０５７；
２．中海油常州涂料化工研究院有限公司上海海鎧防腐工程技術分公司，上海　２０００５０；
３．中國科學院海洋研究所，山東青島　２６６０７１；
４．廣西大學化學與化工學院，廣西南寧　５３０００４）
摘要：近年來，微膠囊技術在涂層自修復領域的應用受到廣泛關注。將緩蝕劑酒石酸鈉負載
到海藻酸鈉微球并添加到水性涂層中，研究包覆緩蝕劑酒石酸鈉的載體微球在ｐＨ值分別為３，７
和９時，緩蝕劑的釋放能力及涂層防腐機理。結果表明，緩蝕劑酒石酸鈉成功包覆到載體微球中，
包封率為３０．６５％。緩蝕劑酒石酸鈉在不同ｐＨ值環境下從載體海藻酸鈉微球中的釋放速率自大
到小排序為ｐＨ值＝９的速率＞ｐＨ值＝３的速率＞ｐＨ值＝７的速率；將包覆酒石酸鈉的海藻酸鈉
微球按照５％的質量比分別添加到水性聚丙烯酸涂層中，隨著涂層浸泡時間的增加，電荷轉移電阻
逐漸增大，這表明改性涂層具有了自修復防腐蝕性能。海水浸泡試驗進一步證實了包覆酒石酸鈉
的海藻酸鈉微球改性后的涂層防腐蝕性能得到了提高。
關鍵詞：水性涂層；改性；海藻酸鈉微球；腐蝕
收稿日期：２０２２１２２３；修回日期：２０２３０４１７。
作者簡介：陽俊龍（１９８６—），工程師，碩士，現從事完井設計
工作，研究方向為石油化工腐蝕與防護。Ｅｍａｉｌ：２９６９３４２５５
＠ｑｑ．ｃｏｍ
基金項目：中海石油（中國）有限公司科研項目“北部灣油
田經濟開發鉆完井技術研究”（ＹＸＫＹ２０１９ＺＪ０４）：“南海西
部油田上產２０００萬方鉆完井關鍵技術研究”課題（ＣＮＯＯＣ
ＫＪ１３５ＺＤＸＭ３８ＺＪ０５ＺＪ）
　　涂層防護雖然是一種用途廣泛的金屬防腐蝕
手段，但涂層在使用過程中易產生破損，而且受損
部位如果不能及時修復，則大大影響涂層的防護
性能甚至加速金屬基體的腐蝕。２００１年ＷＨＩＴＥ
首次提出“涂層自修復”的概念，也引起了人們的
廣泛關注，并成為提高涂層防腐蝕性能的重要研
發方向之一［１］。自修復涂層按修復機理大致分
為兩類：一類是依靠外界物理條件實現自修
復［２４］，例如通過加熱或者太陽輻射給體系提供能
量［５］；另一類是在涂層中添加包覆緩蝕劑的微膠
囊、微球或者纖維管，在涂層受損區域緩蝕劑會釋
放從而實現修復［６８］。然而，傳統的有機微膠囊在
合成中存在一些弊端：（１）合成過程復雜［９］；（２）
制備過程使用了有毒的有機化學試劑［１０］；（３）傳
統的油溶性壁材難以包覆水溶性緩蝕劑。
酒石酸鈉分子中含有兩對羥基和羧基，是一
種環保型緩蝕劑。海藻酸鈉是一種存在于海藻中
的天然線性陰離子多糖，具有較多便于交聯的羥
基和羧基。利用內源乳化法制備了海藻酸鈉載體
微球，并用負壓法將酒石酸鈉包覆到微球中；利用
電化學阻抗譜研究了包覆酒石酸鈉的海藻酸鈉微
球在ｐＨ值分別為３，７和９時的釋放行為；研究
了包覆酒石酸鈉的海藻酸鈉載體微球改性的水性
聚丙烯酸涂層Ｂ的防腐蝕性能及防腐蝕機理。
１　試　驗
１．１　主要原料
主要原料分別為醋酸、液體石蠟、司盤８０、納
米碳酸鈣、丙酮、酒石酸鈉、海藻酸鈉、麥克林試
劑、無水乙醇、水性聚丙烯酸酯Ｂ和氯化鈉。
１．２　材料制備
１．２．１　海藻酸鈉載體微球的制備
稱取２ｇ海藻酸鈉、０．３５ｇ納米碳酸鈣加入
１００ｇ去離子水中，配成濃度為２％的海藻酸鈉溶
液（水相）。將溶液攪拌１２ｈ，直至海藻酸鈉完全
溶解；將一定量的乳化劑司盤８０加入液體石蠟
中，以１０００ｒ／ｍｉｎ的轉速攪拌２ｈ，直至溶液混合
７
　　
研究石油化工腐蝕與防護２０２３年第４０卷
均勻，作為油相；用醫用注射器將水相逐滴加入油
相中形成Ｗ／Ｏ體系，以１０００ｒ／ｍｉｎ的轉速攪拌
乳化１５ｍｉｎ；將一定量的醋酸溶液逐滴加入到
Ｗ／Ｏ體系中，以１０００ｒ／ｍｉｎ的轉速攪拌，使體系
交聯５ｈ；采用離心分離的方式分別用石油醚、異
丙醇對產物進行充分洗滌，最后置于真空烘箱中
在２５℃下進行干燥，即可得到空心海藻酸鈉載體
微球，具體操作步驟見圖１。
圖１　海藻酸鈉載體微球制備流程示意
１．２．２　負載酒石酸鈉的海藻酸鈉微球制備
稱取１０ｍｇ海藻酸鈉微球，加入到質量分數
為１０％的酒石酸鈉溶液中，將溶液混合均勻，置
于真空箱中低壓吸附４ｈ，吸附完成后進行洗滌、
離心分離、真空干燥即可得到負載酒石酸鈉的海
藻酸鈉微球。
１．２．３　海藻酸鈉微球改性水性涂層的制備
將負載酒石酸鈉的海藻酸鈉微球與水性聚丙
烯酸涂料Ｂ按照１∶２０的質量比混合，并利用超速
分散機充分混合均勻。選用紫銅塊（１ｃｍ×１ｃｍ×
１ｃｍ）作為試驗基材，依次用１２０號、４００號和
１０００號的砂紙進行打磨，并使用丙酮超聲清洗
１０ｍｉｎ。將改性涂料均勻涂覆在紫銅塊上，形成
厚度約８０μｍ的涂層，烘干備用。
１．３　材料表征
采用掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）在２０ｋＶ下觀察
海藻酸鈉載體微球的形貌和大小。采用傅里葉變
換紅外光譜儀在４０００～４００ｃｍ－１的波數范圍內
測試海藻酸鈉載體微球的紅外光譜。采用Ｘ射
線衍射儀，測試海藻酸鈉載體微球晶格參數。其
中，掃描范圍為５°～８０°；輻射源為ＣｕＫａ（波長
０．１５４ｎｍ）；工作電壓為４０ｋＶ；電流為４０ｍＡ；步
長為０．０２°；采集時間為０．０１ｓ。采用熱重分析
儀，在氮氣氛下以２０℃／ｍｉｎ的升溫速率對負載
酒石酸鈉的海藻酸鈉微球在５０～８００℃溫度范圍
下進行熱重試驗，從而得到載體微球中緩蝕劑酒
石酸鈉的負載率。利用ＣＨＩ６６０Ｅ電化學工作站
進行緩蝕劑酒石酸鈉從海藻酸鈉微球中釋放行為
的測試。電化學阻抗譜測試采用傳統的三電極體
系，對電極為Ｐｔ片，飽和甘汞電極為參比電極，紫
銅塊為工作電極，掃描頻率為１０－２～１０５Ｈｚ。
１．４　涂層海水浸泡測試
對負載酒石酸鈉的海藻酸鈉微球改性的聚丙
烯酸涂層Ｂ進行防腐蝕性能測試，選取尺寸為
５ｃｍ×１０ｃｍ×０．５ｃｍ的銅片進行海水浸泡試
驗。試驗使用的銅片有三種類型：銅片１，涂刷了
純水性聚丙烯酸涂層Ｂ；銅片２，涂刷了５％空心
海藻酸鈉微球改性的水性聚丙烯酸涂層Ｂ；銅片
３，涂刷了５％負載緩蝕劑酒石酸鈉的海藻酸鈉微
球改性的水性聚丙烯酸涂層Ｂ。用刀片在樣品表
面交叉刻畫１０ｃｍ長的劃痕，然后置于裝滿海水
的容器中進行室溫浸泡９０ｄ。
２　結果與討論
２．１　海藻酸鈉載體微球的表征
正交試驗方案見表１，對應的海藻酸鈉載體
微球形貌見圖２。由圖２可知，當試驗條件為１，２
和３時，制備的海藻酸鈉微球表面黏結比較嚴重，
可能是由于水相和油相的體積比較大；當試驗條
件為４和７時，由于乳化劑用量少，制備的海藻酸
鈉微球粒徑較大且均一性較差；當試驗條件為５
時，由于乳化劑用量較大，制備的海藻酸鈉載體微
球黏結比較嚴重；當試驗條件為９時，制備的海藻
酸鈉微球成球性較差，可能是由于乙酸的用量少，
無法生成足夠的鈣離子交聯海藻酸鈉。通過比較
試驗條件１３，４６和７９制備的微球（表１），試驗
條件為４６和７９時，微球的黏結情況明顯好于
１３（圖２）。此外，由于在試驗條件４６下制備的
海藻酸鈉載體微球產率比７９時高，故優先選用
的水油比為１∶２０。由圖２可知，當水油比為１∶２０，
乳化劑用量為２∶１００，乙酸用量為４∶１時，海藻酸
鈉成球性良好，粒徑均一，約為２０μｍ。
表１　海藻酸鈉微球制備正交試驗設計
因素
水油比
（體積比）
乳化劑用量
（體積比）
醋酸用量
（摩爾比）
試驗１ １∶１０ １∶１００ １∶１
試驗２ １∶１０ ２∶１００ ２∶１
試驗３ １∶１０ ３∶１００ ４∶１
試驗４ １∶２０ １∶１００ ２∶１
試驗５ １∶２０ ２∶１００ ４∶１
試驗６ １∶２０ ３∶１００ １∶１
試驗７ １∶３０ １∶１００ ４∶１
試驗８ １∶３０ ２∶１００ ２∶１
試驗９ １∶３０ ３∶１００ １∶１
８
　　
第３期陽俊龍等．海藻酸鈉載體微球的制備及改性水性涂層防腐蝕機理研究研究
圖２　正交試驗海藻酸鈉微球形貌（ＳＥＭ）
　　圖３為海藻酸鈉原粉及在正交試驗３條件下
制備的海藻酸鈉微球的Ｘ射線衍射圖譜。從圖３
可以看出，海藻酸鈉在２θ角為２２°和１３°附近出
現結晶峰；交聯后的海藻酸鈉微球在２θ為２２°和
１３°附近衍射峰消失，表明生成的微球破壞了海藻
酸鈉原粉的晶型；在２θ角為１８°附近出現新的衍
射峰，是由于海藻酸鈉與二價鈣離子發生了離子
交換反應，生成了海藻酸鈣。
將緩蝕劑酒石酸鈉通過負壓浸漬法負載到海
藻酸鈉微球中。通過熱重分析儀，在氮氣氣氛下
測試微球中酒石酸鈉的負載率。圖４為緩蝕劑酒
石酸鈉、空心海藻酸鈉微球以及海藻酸鈉酒石酸
鈉微球的熱重曲線。
樣品失重率公式為：
Ｗ＝ｍ初－ｍ末ｍ初
×１００％ （１）
式中：ｍ初為樣品試驗前的質量，ｇ；ｍ末為樣品試驗
后的質量，ｇ。根據公式（１）計算出三種樣品的失重
率分別為Ｗ酒石酸鈉＝５１．９１％，Ｗ海藻酸鈉＝８０．２３％，
Ｗ海藻酸鈉／酒石酸鈉＝７１．５５％。
圖３　海藻酸鈉原粉及微球ＸＲＤ圖譜
圖４　海藻酸鈉微球的熱重圖對比
９
　　
研究石油化工腐蝕與防護２０２３年第４０卷
　　緩蝕劑的負載率（η）計算公式為：
Ｗ海藻酸鈉／酒石酸鈉＝ η· Ｗ酒石酸鈉＋ （１－η）·
Ｗ海藻酸鈉（２）
根據公式（２）可計算得出緩蝕劑酒石酸鈉的
負載率為３０．６５％。
２．２　緩蝕劑酒石酸鈉的釋放動力學分析
為了分析不同ｐＨ值環境下（ｐＨ值分別為３，
７和９）緩蝕劑酒石酸鈉從海藻酸鈉載體微球中
釋放的動力學行為，將銅電極置于含有０．５％海
藻酸鈉酒石酸鈉微球的３．５％ＮａＣｌ溶液中，調節
溶液的ｐＨ值，利用電化學手段進行分析測試。
圖５至圖７分別為ｐＨ值＝３，ｐＨ值＝７和ｐＨ值
＝９環境下銅電極的Ｎｙｑｕｉｓｔ圖（ａ）、Ｂｏｄｅ｜Ｚ｜圖
（ｂ）和Ｂｏｄｅｐｈａｓｅ圖（ｃ）。由圖５（ａ）可知在ｐＨ值
＝３的條件下，在２４ｈ內阻抗弧半徑逐漸變大，這
是由于緩蝕劑酒石酸鈉從海藻酸鈉微球中緩慢釋
放出來，提高了電荷轉移電阻。從圖５（ｂ）和圖５
（ｃ）中可以看出，低頻處阻抗模值和相位角在２４ｈ
內也逐漸增大。進一步證明了酒石酸鈉在２４ｈ內
緩慢釋放，并且釋放的緩蝕劑吸附在銅電極的表面
形成了一層保護膜。分析圖６和７可知ｐＨ值＝７
和ｐＨ值＝９的環境下緩蝕劑的釋放情況和ｐＨ值
＝３類似，在２４ｈ內阻抗弧半徑逐漸變大，低頻處
阻抗的模值和相位角在２４ｈ內也逐漸增大。其
中，ｐＨ值＝９的條件下阻抗弧半徑增大得更加明
顯，表明緩蝕劑酒石酸鈉的釋放效率更高。
圖５　在ｐＨ值＝３下３．５％ＮａＣｌ中的ＥＩＳ
圖６　在ｐＨ值＝７下３．５％ＮａＣｌ中的ＥＩＳ
圖７　在ｐＨ值＝９下３．５％ＮａＣｌ中的ＥＩＳ
　　從微球中釋放的緩蝕劑酒石酸鈉吸附在銅電
極的表面形成一層保護膜。選取ｔ時刻膜電阻與
０．５ｈ時膜電阻的比值來代表酒石酸鈉的釋放
率。為了更加精確評估緩蝕劑酒石酸鈉的釋放動
力學過程，選取以下三個模型來研究緩蝕劑酒石
酸鈉的緩慢釋放［２２２３］：
零級模型：Ｍｔ／Ｍ∞ ＝ｋｔ （３）
一級模型：ｌｎ（１－Ｍｔ／Ｍ∞）＝ｋｔ （４）
１０
　　
第３期陽俊龍等．海藻酸鈉載體微球的制備及改性水性涂層防腐蝕機理研究研究
ＫＰ模型：ｌｎ（Ｍｔ／Ｍ∞）＝ｎｌｎｔ＋ｌｎｋ （５）
其中Ｍｔ／Ｍ∞代表緩蝕劑酒石酸鈉的釋放率。
ｋ和ｎ為緩蝕劑酒石酸鈉的釋放常數。選取零級
模型（３）、一級模型（４）和ＫＰ（５）模型分別研究
酒石酸鈉的釋放動力學。
緩蝕劑酒石酸鈉在三種模型下的釋放參數見
表２。從表２可以看出，ＫＰ模型中相關系數ｒ２
最接近理想值１，是評估酒石酸鈉緩慢釋放過程
的最佳模型。用ＫＰ模型模擬的酒石酸鈉在ｐＨ
值分別為３，７和９條件下從海藻酸鈉微球中釋放
的動力學曲線見圖８。
表２　三種模型下酒石酸鈉釋放擬合參數
ｐＨ值
相關系數（ｒ２）
零級模型一級模型
ＫＰ模型
ｒ２ ｎ ｋ
３ ０．８３１２ ０．４７３３ ０．９０２６ ０．２５９３ ０．４６９９
７ ０．９１３２ ０．８２１７ ０．９３２１ ０．２０６０ ０．４４７０
９ ０．９０９５ ０．６５４１ ０．９９３５ ０．３７１９ ０．２６３６
圖８　酒石酸鈉釋放動力學曲線
　　對ｐＨ值分別為３，７和９三種條件下酒石酸
鈉的釋放過程進行比較，可以看出ｐＨ值＝９的釋
放速率＞ｐＨ值＝３的釋放速率＞ｐＨ值＝７的釋
放速率。產生這種現象的原因是ｐＨ值＝３時海
藻酸鈉微球表面形成穩定的網絡結構，緩蝕劑酒
石酸鈉的釋放速度較慢；ｐＨ值＝７時，海藻酸鈉
微球的表面結構處于凝膠狀態，阻塞了酒石酸鈉
的釋放孔道，釋放速率受到影響；ｐＨ值＝９時，海
藻酸鈉凝膠骨架溶解，酒石酸鈉更容易地從微球
中釋放出來，故釋放速率較大。
２．３　微球改性的水性涂層Ｂ電化學性能
圖９為添加５％海藻酸鈉酒石酸鈉微球改性
的水性涂層Ｂ在３．５％ＮａＣｌ溶液中隨浸泡時間不
同的Ｃｕ電極電化學阻抗譜圖。從圖９可以看出，
隨著浸泡時間的增加，（ａ１）中的圓弧半徑變大，這
表明涂層中添加負載酒石酸鈉的海藻酸鈉微球后
阻抗增大。從圖９（ｂ２）中可以看出，添加微球后
涂層在０．１Ｈｚ頻率處的阻抗值隨浸泡時間的增
加而變大，這表明緩蝕劑的釋放能有效提高涂層
的防腐蝕性能。
根據腐蝕體系的特點，對阻抗譜圖進行等效
電路擬合。從添加海藻酸鈉酒石酸鈉微球后的涂
層阻抗譜可看出，在前８ｈ腐蝕體系存在兩個時
間常數，且有韋伯阻抗出現，因此選用圖１０（ａ）所
示的等效電路進行擬合；８ｈ后韋伯阻抗消失，因
此選用圖１０（ｂ）所示的等效電路進行擬合。等效
電路擬合結果見表３。
圖９　未添加和添加微球的涂層ＥＩＳ圖
１１
　　
研究石油化工腐蝕與防護２０２３年第４０卷
　　從表３可以看出，隨著浸泡時間的增加，添加
海藻酸鈉鈉酒石酸鈉微球的涂層電荷轉移阻抗從
３．２４ｋΩ／ｃｍ２增大到５９．５４ｋΩ／ｃｍ２，表明緩蝕劑
酒石酸鈉從海藻酸鈉微球中逐漸釋放出來；涂
層孔溶液的電阻也隨浸泡時間的增加而增大，
表明涂層的阻隔性能逐漸增強；同時韋伯阻抗
逐漸消失，表明緩蝕劑的吸附傳質過程逐漸減
弱。因此，從表３中可以得出結論：添加海藻酸
鈉酒石酸鈉微球后涂層Ｂ的防腐蝕性能得到
了提高。
圖１０　涂層等效電路
表３　負載微球涂層和純涂層的擬合結果
涂　層
時間／
ｈ
Ｒｐｏ／
（Ω·ｃｍ２）
Ｒｃｔ／
（ｋΩ·ｃｍ２）
Ｙ０（Ｑｃ）／
（Ｓ·ｓｅｃ＾ｎ·ｃｍ２）
Ｙ０（Ｑｄｌ）／
（Ｓ·ｓｅｃ＾ｎ·ｃｍ２）
Ｙ０（Ｗ）／
（Ｓ·ｓｅｃ＾０．５·ｃｍ２）
ｎｃ ｎｄｌ
（Ｒｐｏ＋Ｒｃｔ）／
（ｋΩ·ｃｍ２）
添加微球
的涂層Ｂ ８ ５１．０４ ３．１９ １．２９Ｅ－０４ ２．４０Ｅ－０５ ３．１０Ｅ－０３ ０．９０ ０．７１ ３．２４
４８ ９４．８３ ３７．７７ ５．０８Ｅ－０５ ４．２８Ｅ－０４ ０．７４ ０．６７ ３７．８６
９６ １０７．８０ ４３．７４ ５．２５Ｅ－０５ ４．０９Ｅ－０４ ０．７３ ０．６７ ４３．８４
１６８ １１７．５０ ５３．８３ ５．３８Ｅ－０５ ３．７４Ｅ－０４ ０．７３ ０．６７ ５３．９４
３６０ １０２．９０ ５９．４４ １．７４Ｅ－０４ ２．８０Ｅ－０４ ０．５７ ０．７０ ５９．５４
純涂層Ｂ ８ ２４６３．００ １０．２５ ８．８８Ｅ－０８ １．２５Ｅ－０５ ８．５０Ｅ－０４ ０．５９ ０．６５ １２．７１
４８ １６７５．００ ７．５２ ６．５２Ｅ－０９ ７．７６Ｅ－０５ ７．９９Ｅ－０４ ０．７８ ０．５９ ９．２０
９６ ５９．８５ ６．１８ １．８５Ｅ－０４ ２．６６Ｅ－０４ ２．０８Ｅ－０３ ０．７５ ０．６９ ６．２４
１６８ ３１３．９０ ２．２１ １．９８Ｅ－０４ １．０１Ｅ－０４ ３．０５Ｅ－０３ ０．７５ ０．８０ ２．５３
３６０ ２９４．４０ １．６７ １．４８Ｅ－０４ １．１８Ｅ－０４ ３．４６Ｅ－０３ ０．７７ ０．８２ １．９６
２．４　微球改性的水性涂層Ｂ海水浸泡試驗
為了測試海藻酸鈉酒石酸鈉微球改性的水性
聚丙烯酸Ｂ的防腐蝕性能，分別將涂覆純聚丙烯
酸涂層Ｂ，５％空心海藻酸鈉微球改性的水性聚丙
烯酸涂層Ｂ和５％海藻酸鈉酒石酸鈉微球改性的
水性聚丙烯酸涂層Ｂ的銅片刻畫之后，浸泡在海
水中。浸泡結果見圖１１。從圖１１可以看出，浸
泡了１１ｄ后，涂覆純聚丙烯酸涂層Ｂ以及空心海
藻酸鈉微球改性的聚丙烯酸涂層Ｂ的銅片劃痕
處已經有明顯的腐蝕發生，在９０ｄ后這種現象更
加明顯。這說明空心海藻酸鈉的添加對涂層的防
腐蝕效果無明顯影響。然而，銅片在涂覆負載緩
蝕劑酒石酸鈉的海藻酸鈉微球改性的聚丙烯酸涂
層Ｂ后，即使在海水中浸泡９０ｄ，仍無明顯腐蝕
發生，這表明緩蝕劑酒石酸鈉的釋放提高了水性
聚丙烯酸涂層Ｂ的防腐蝕性能。
圖１１　三種涂層海水浸泡試驗結果
３　結　論
（１）通過內源乳化法成功制備了海藻酸鈉載
體微球，當水油比為１∶２０、乳化劑和油相的體積
比為２∶１００、醋酸和所加納米碳酸鈣的摩爾比為
４∶１時制備的海藻酸鈉微球成球性良好，粒徑均
一，約為２０μｍ。
（２）利用負壓浸漬法成功將緩蝕劑酒石酸鈉
包覆到海藻酸鈉載體微球中，包覆率為３０．６５％。
緩蝕劑酒石酸鈉在不同ｐＨ值環境下從載體海藻
酸鈉微球中的釋放速率從大到小依次為ｐＨ值＝
９釋放速率＞ｐＨ值＝３釋放速率＞ｐＨ值＝７釋
放速率。
（３）將包覆酒石酸鈉的海藻酸鈉微球按照
５％的質量比添加到水性聚丙烯酸涂層Ｂ中，隨
１２
　　
第３期陽俊龍等．海藻酸鈉載體微球的制備及改性水性涂層防腐蝕機理研究研究
著涂層浸泡時間的增加，電荷轉移電阻以及涂層
孔溶液電阻都逐漸增大，表明改性涂層具有自修
復防腐蝕性能。
（４）海水浸泡試驗從宏觀上證實了包覆酒石
酸鈉的海藻酸鈉微球改性后的水性聚丙烯酸涂層
Ｂ防腐蝕性能得到了提高。
（５）改性涂層制備工藝簡單、無毒、可重復性
高，對涂層防腐蝕性能的提高以及環境保護具有
重要的意義。
參考文獻
［１］　ＷＨＩＴＥＳＲ，ＳＯＴＴＯＳＮＲ，ＧＥＵＢＥＬＬＥＰＨ，ｅｔａｌ．Ａｕｔｏｎｏｍｉｃ
ｈｅａｌｉｎｇｏｆｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２００１，４０９：７９４．
［２］　ＰＯＳＴＩＧＬＩＯＮＥＧ，ＴＵＲＲＩＳ，ＬＥＶＩＭ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ
ｏｎｔｈｅｓｅｌｆｈｅａｌｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｐｏｌｙｍｅｒｃｏａｔｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ
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ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇｂｙＤｉｅｌｓＡｌｄｅｒｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ
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ｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｍｏｎｏｍｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，
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（編輯　張向陽）
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍ ａｌｇｉｎａｔｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｎｄｓｔｕｄｙｏｎ
ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｗａｔｅｒｂａｓｅｄｃｏａｔｉｎｇｓ
ＹＡＮＧＪｕｎｌｏｎｇ１，ＺＨＡＮＧＷｅｉ２，ＬＩＵＸｉａｏｊｉｅ３，ＣＡＯＷｅｎｋａｉ４
（１．ＺｈａｎｊｉａｎｇＢｒａｎｃｈ，ＣＮＯＯＣＥｎｅｒＴｅｃｈＤｒｉｌｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｏ．，
Ｚｈａｎｊｉａｎｇ５２４０５７，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｈａｎｇｈａｉＨａｉｋａｉＡｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｒａｎｃｈ，ＣＮＯＯＣＣｈａｎｇｚｈｏｕＰａｉｎｔ
ａｎｄＣｏａｔｉｎｇｓＩｎｄｕｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００５０，Ｃｈｉｎａ；
３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ；
４．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｏａｔｉｎｇｓｅｌｆｈｅａｌｉｎｇｒｅｃｅｉｖｅｄｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｔ
ｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｄｉｕｍｔａｒｔｒａｔｅｗａｓａｔｔａｃｈｅｄｔｏｔｈｅｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｎｄａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｗａｔｅｒｂａｓｅｄ
ｃｏａｔｉｎｇ；ｔｈｅｎ，ｔｈｅｒｅｌｅａｓｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｔｐＨｖａｌｕｅｓｏｆ３，７
ａｎｄ９．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｄｉｕｍｔａｒｔｒａｔｅｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ，ｗｉｔｈａｎｅｎｃａｐｓｕｌａ
ｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ３０．６５％；ｔｈｅｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｏｆｓｏｄｉｕｍｔａｒｔｒａｔｅｆｒｏｍｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐＨｖａｌｕｅｓｍｅｔｐＨ＝９
＞ｐＨ＝３＞ｐＨ＝７．Ｗｈｅｎｔｈｅｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｃｏａｔｅｄｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｔａｒｔｒａｔｅｗｅｒｅａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｗａｔｅｒｂａｓｅｄｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ
ａｃｉｄｃｏａｔｉｎｇａｔａｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆ５％，ｃｈａｒｇｅｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｉｍｍｅｒｓｉｏｎ
ｔｉｍｅ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｌｆｈｅａｌｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｃｏａｔｉｎｇ．Ｔｈｅｓｅａｗａｔｅｒｉｍｍｅｒｓｉｏｎｔｅｓｔｆｕｒｔｈｅｒｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｏ
ｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｂａｓｅｄｃｏａｔｉｎｇ；ｍｏｄｉｆｉｅｄ；ｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
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