8-羟基喹啉作为自修复材料动态交联剂的机理研究

8-羟基喹啉（8-HQ）在自修复材料中多以缓蚀剂形式配合纳米容器等载体发挥作用，并非传统意义上的动态交联剂，其核心机理是通过环境响应型释放与金属离子螯合形成防护膜，实现涂层的自修复，常应用于金属防腐自修复涂层领域，具体过程可分为载体负载、响应释放、螯合修复三个关键环节，详细如下：

载体负载与稳定封存

8-羟基喹啉通常需借助纳米容器进行负载封装，以实现其在自修复材料中的稳定存储与可控释放。常见的载体包括沸石咪唑骨架（ZIF-8）、埃洛石纳米管、核壳纳米纤维等，例如，北京石油化工学院团队通过主客体纳米限域策略，将8-羟基喹啉原位组装到ZIF-8的内孔中，ZIF-8 的小窗口孔可抑制它提前逸出；中国海洋大学团队则通过同轴静电纺丝技术，将8-羟基喹啉包覆在聚乙烯醇/壳聚糖的核壳纳米纤维内，这些载体能让它在涂层未受损的稳定环境中保持封存状态，避免其提前流失而失去修复活性。

腐蚀环境触发响应释放

当自修复涂层因外力刮擦、碰撞等出现破损时，金属基体暴露会引发局部腐蚀反应，形成酸性等特殊腐蚀环境，这种环境变化成为8-羟基喹啉释放的触发信号。比如在氯化钠等腐蚀性溶液中，破损处金属腐蚀会使局部PH值降低，此时负载8-羟基喹啉的ZIF-8纳米容器、埃洛石纳米管等会响应该变化，加快它的释放速度。而在中性或碱性的稳定环境下，其释放缓慢，从而实现按需释放，保证修复的精准性。

螯合反应形成修复保护膜

释放后的8-羟基喹啉凭借分子结构中的氮、氧等杂原子，可与裸露金属基体腐蚀产生的金属离子发生特异性螯合反应，生成稳定且致密的不溶性络合物，这些络合物沉积在涂层的破损处，形成一层保护膜，进而实现自修复。针对不同金属基体，其螯合修复过程存在细微差异：

对于铝合金，8-羟基喹啉会与基体腐蚀产生的Al³⁺螯合，在划痕处形成富含氮元素的花瓣状沉积物，附着在基底表面完成膜层自修复；

面对镁合金，它能与 Mg²⁺结合生成稳定疏水的Mg (8-HQ)₂螯合物，覆盖破损区域阻止腐蚀进一步蔓延；

而在碳钢、铜等金属表面，8-羟基喹啉可分别与Fe³⁺、Cu²⁺等螯合形成络合物，该络合物能隔绝腐蚀介质与金属基体的接触，同时填补涂层破损的微小缝隙，恢复涂层的防护性能，部分体系的缓蚀效率甚至可达到99%以上。

此外，部分体系中8-羟基喹啉还会与其他修复剂协同作用提升修复效果，例如在核壳纳米纤维体系中，亚麻籽油与其协同作用，8-羟基喹啉负责形成螯合保护膜，亚麻籽油则会在释放后与氧气反应固化，进一步填充裂纹，实现双重修复，大幅提升环氧涂层的机械性能和长期防腐能力。

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