Самовосстанавливаемые цинк-наполненные эпоксидные композиты для антикоррозионных покрытий. Обзор
https://doi.org/10.61852/2949-3412-2026-4-2-32-66
Аннотация
Модификация полимерных композитов микроглобулами, микрокапсулами, микродобавками, адаптирующимися к воздействию агрессивных сред, позволяет реализовать градиентное распределение свойств полимерных матриц, селективно реагирующих с компонентами агрессивной среды. Рост защитного действия цинк-протекторных грунтовок обусловлен формированием чередующихся слоев оксидов цинка, гидроксидов цинка и его сложной соли − симонколлеита. Эффективный механизм самовосстановления адаптивных композитов и недопущение проникновения Cl− до подложки обусловлено образованием симонколлеита в хлоридных средах и самозалечиванием с его помощью дефектов эпоксидных антикоррозионных покрытий.
Ключевые слова
самовосстановление,
эпоксидный композит,
цинк-наполненное покрытие,
микроглобулы,
микрочастицы,
микрокапсулы,
ингибитор коррозии,
симонколлеит,
оксид цинка.
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Об авторах
В. А. Щелков
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук
Россия
Россия
119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4
А. Б. Ильин
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук
Россия
Россия
119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4
Список литературы
1. М.Ю. Квасников, М.А. Бадмаев, А.В. Макаров и К.К. Дараселия, Принципы создания самовосстанавливающихся лакокрасочных покрытий, Успехи в химии и химической технологии, 2018, 32, № 13, 124−126.
2. Разработан самовосстанавливающийся композит со сроком службы до 500 лет. URL: https://www.ixbt.com/live/science/razrabotan-samovosstanavlivayuschiysya-kompozit-so-srokom-sluzhby-do-500-let.html (Дата обращения: 27 марта 2026 г.).
3. Самовосстановление полимеров: как инженеры создают материалы, способные затягивать собственные трещины. URL: https://www.ixbt.com/live/science/samovosstanovlenie-polimerov-kak-inzhenery-sozdayut-materialy-sposobnye-zatyagivat-sobstvennye-treschiny.html (Дата обращения: 27 марта 2026 г.).
4. Н.Н. Ситников, И.А. Хабибуллина и В.И. Мащенко, Самовосстанавливающиеся материалы: обзор механизмов самовосстановления и их применений, Видеонаука, 2018, № 1.
5. K.M. Vafaeva and G. Kordas, Engineering polymer systems with self-healing functionality to enhance structural longevity, AlfaBuild, 2023, 29, no. 4, 2913. doi: 10.57728/ALF.29.13
6. Новые материалы готовы изменить мир. URL: https://habr.com/ru/companies/sberbank/articles/816853/ (Дата обращения: 27 марта 2026 г.).
7. J.S. Turicek, Z.J. Phillips, K.B. Nakshatrala, and J.F. Patrick, Self-healing for the long haul: In situ automation delivers century-scale fracture recovery in structural composites, Proc. Nat. Acad. Sci., 2026, 123, no. 2, e2523447123. doi: 10.1073/pnas.2523447123
8. Рынок самовосстанавливающихся полимеров. Размер и доля 2026−2035. URL: https://www.gminsights.com/ru/industry-analysis/self-healing-polymers-market (Дата обращения: 27 марта 2026 г.).
9. Д.Э. Алиев и Г.И. Иманова, Применение самовосстанавливающихся материалов для защиты от коррозии морских трубопроводов, Вестник науки, 2024, 1, № 3, 459−468.
10. А.С. Колобков и С.С. Малаховский, Самозалечивающиеся композиционные материалы (обзор), Труды ВИАМ, 2019, № 1, 47. doi: 10.18577/2307-6046-2019-0-1-47-54
11. В.А. Щелков, Разработка противокоррозионных покрытий для защиты оборудования на основе исследования процессов сорбции и массопереноса высокоагрессивных сред, Автореф. дисс. … канд. техн. наук: специальность 05.02.01, Московская государственная академия приборостроения и информатики, Москва, 2000. 16 с.
12. А.Б. Ильин, Разработка многослойных полимерных покрытий с регулируемой проницаемостью коррозионных сред, Дисс. … канд. техн. наук: специальность 05.02.01, Московский институт приборостроения, Москва, 1991. 116 с.
13. Р.В. Акатенков, С.В. Кондрашов, А.С. Фокин и П.С. Мараховский, Особенности формирования полимерных сеток при отверждении эпоксидных олигомеров с функциализованными нанотрубками, Авиационные материалы и технологии, 2011, № 2. 31–37.
14. В.Г. Железняк, Л.В. Чурсова, М.М. Григорьев и Е.И. Косарина, Исследование повышения сопротивляемости ударным нагрузкам полицианурата с модификатором на основе линейных термостойких полимеров, Авиационные материалы и технологии, 2013, № 2, 26–28.
15. Е.Н. Каблов, С.В. Кондрашов и Г.Ю. Юрков, Перспективы использования углеродсодержащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов, Российские нанотехнологии, 2013, 8, № 3–4, 24–42.
16. Е.Н. Каблов, Л.В. Чурсова, А.Н. Бабин, Р.Р. Мухаметов и Н.Н. Панина, Разработки ФГУП «ВИАМ» в области расплавных связующих для полимерных композиционных материалов, Полимерные материалы и технологии, 2016, 2, № 2, 37–42.
17. Н.С. Перов, Конструирование полимерных материалов на молекулярных принципах. I. Создание полимерных материалов с дополнительными механизмами диссипации механической энергии при низких температурах, Авиационные материалы и технологии, 2017, № 3, 50–55. doi: 10.18577/2071-9140-2017-0-3-50-55
18. R. Das, C. Melchior, and K.M. Karumbaiah, Self-healing composites for aerospace applications, in Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering, 2016, 333–364. doi: 10.1016/B978-0-08-100037-3.00011-0
19. S.J. Benight, C. Wang, J.B.H. Tok, and Z. Bao, Stretchable and self-healing polymers and devices for electronic skin, Prog. Polym. Sci., 2013, 38, no. 12, 1961–1977. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2013.08.001
20. Л.Д. Селезнева, А.А. Попов и Е.С. Трофимчук, Крейзинг полимерных композиций полилактид−полибутиленадипинаттерефталат, Всероссийская конференция молодых ученых-механиков имени академика Г.Г. Черного (YSM-2026), НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, 4−14 сентября 2026 г., г. Сочи. URL: https://youngmech.ru/index.php/ru/component/zoo/item/krejzing-polimernyh-kompozicij-polilaktid-polibutilenadipinattereftalat (Дата обращения: 20 марта 2026 г.)
21. J.N. Sultan, R.C. Liable, and F.J. McGarry, Microstructure of two-phase polymers, Appl. Polym. Symp., 1971, 16, 127–136.
22. В.А. Головин, Ю.В. Емельянов и А.Б. Ильин, Диффузия кислот в полимерные материалы на основе эпоксидных смол, модифицированных каучуком, Пластмассы, 1985, № 3, 10−11.
23. В.А. Головин, А.Б. Ильин и А.Д. Алиев, Диффузия фосфоновых ингибиторов накипеобразования в эпоксидных матрицах, Международный научно-исследовательский журнал, 2018, № 4, 92−96. doi: 10.23670/IRJ.2018.70.033
24. А.Е. Чалых, З.А. Кочнова и Е.С. Жаворонок, Совместимость и диффузия в системах эпоксидные олигомеры–жидкие карбоксилатные каучуки, Высокомолекулярные соединения. Серия А, 2001, 43, № 12, 2147–2155.
25. Упрочнение эпоксидных смол каучуком. URL: https://stilin.ru/polimernye-smesi/449-uprochnenie-epoksidnyh-smol-kauchukom.html (Дата обращения: 20 марта 2026 г.).
26. R. Bagheri, B.T. Marouf, and R.A. Pearson, Rubber-toughened epoxies: A critical review, J. Macromol. Sci. Part C: Polym. Rev., 2009, 49, 201–225. doi: 10.1080/15583720903048227
27. D. Gunwant, P.L. Sah, and M.G.H. Zaidi, Morphology and micromechanics of liquid rubber toughened epoxies, e-Polymers, 2018, 18, no. 6, 511–527. doi: 10.1515/epoly-2018-0141
28. W.D. Bascom, R.L. Cottington, R.L. Jones, and P.J. Peyser, The fracture of epoxy- and elastomer-modified epoxy polymers in bulk and as adhesives, J. Appl. Polym. Sci., 1975, 19, 2545–2562.
29. S. Kunz-Douglass, P.W.R. Beaumont, M.F. Ashby, A model for the toughness of epoxy-rubber particulate composites, J. Mater. Sci., 1980, 15, 1109–1123. doi: 10.1007/BF00551799
30. A.G. Evans, Z.B. Ahmad, D.G. Gilbert, and P.W.R. Beaumont, Mechanisms of toughening in rubber toughened polymers, Acta Metall, 1986, 34, 79–87.
31. L.R.G. Treloar, Dilation of rubber on extension, Polymer, 1978, 19, no. 12, 1414–1420. doi: 10.1016/0032-3861(78)90093-9
32. H. Zhang, X. Zhang, L. Li, and Z. Jiang, Stress–dilatancy behavior of highly elastic rubber-added cohesionless materials, Materials, 2024, 17, no. 21, 5264. doi: 10.3390/ma17215264
33. Y. Huang and A.J. Kinloch, Modelling of the toughening mechanisms in rubber-modified epoxy polymers, J. Mater. Sci., 1992, 27, 2753–2762. doi: 10.1007/BF00540702
34. Y. Huang and A.J. Kinloch, The toughness of the epoxy polymers containing microvoids, Polymer, 1992, 33, 1330–1332.
35. A.S. Argon, Sources of toughness in polymers, in Advances in Fracture Research, 1989, 2661–2881.
36. A. Lazzeri, C.B. Bucknall, Dilatational bands in rubber-toughened polymers, J. Mater. Sci., 1993, 28, no. 24, 6799–6808.
37. D. Gunwanta, P.L. Saha, and M.G.H. Zaidi, Fabrication and characterization of novel liquid rubber modified epoxies, Mater. Today: Proc., 2018, 5, 24750–24759.
38. C. Wang, G. Zhou, W. Zhu, C. Chen, Y. Fu, Z. Zhang, and H. Li, Study of relaxations in epoxy/rubber composites by thermally stimulated depolarization current and dielectric spectroscopy, Front. Chem., 2022, 10, 874685. doi: 10.3389/fchem.2022.874685
39. J. Shao, H. Zhu, X. Zuo, W. Lei, S.M. Borito, J. Liang, and F. Duan, Effect of waste rubber particles on the mechanical performance and deformation properties of epoxy concrete for repair, Constr. Build. Mater., 2020, 241, 118008. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118008
40. J. Zhang, Z. Zhang, R. Huang, and L. Tan, Advances in toughening modification methods for epoxy resins: A comprehensive review, Polymers, 2025, 17, no. 9, 1288. doi: 10.3390/polym17091288
41. В.А. Кузнецова, Влияние эластомерного модификатора на механические и вязкоупругие свойства эпоксидно-каучуковых композиций для эрозионностойких покрытий, Авиационные материалы и технологии, 2020, № 2, 56–62. doi: 10.18577/2071-9140-2020-0-2-56-62
42. Революция материи – 7 материалов, которые изменят индустрию и технологии 2030-х. URL: https://dzen.ru/a/aVpCVxDqaj0M36ZY?ysclid=mpqpz1cr9g199609293 (Дата обращения: 29 мая 2026 г.).
43. J.C. Markwart, A. Battig, T. Urbaniak, K. Haag, K. Koschek, B. Schartel, and F.R. Wurm, Intrinsic flame retardant phosphonate-based vitrimers as a recyclable alternative for commodity polymers in composite materials, Polym. Chem., 2020, 11, no. 30, 4933−4941. doi: 10.1039/D0PY00275E
44. J. Zhao, Z. Zhang, L. Cheng, R. Bai, D. Zhao, Y. Wang, W. Yu, and X. Yan, Mechanically interlocked vitrimers, J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, no. 2, 872-882. doi: 10.1021/jacs.1c10427
45. Z. Zhu, S. West, H. Chen, G.-H. Lai, S. Uenuma, K. Ito, M. Kotaki, and H.-J. Sue, Mechanically interlocked vitrimer based on polybenzoxazine and polyrotaxane, ACS Appl. Polym. Mater., 2023, 5, no. 6, 3971−3978. doi: 10.1021/acsapm.3c00196
46. S. Ando, M. Hirano, L. Watakabe, H. Yokoyama, and K. Ito, Environmentally friendly sustainable thermoset vitrimer-containing polyrotaxane, ACS Mater. Lett., 2023, 5, no. 12, 3156−3160. doi: 10.1021/acsmaterialslett.3c00895
47. А.В. Макаров, А.А. Силаева, М.Ю. Квасников, П.А. Маркина и П.И. Рыльцова, Разработка микрокапсул для самозаживляющихся лакокрасочных покрытий, Успехи в химии и химической технологии, 2018, 32, № 6, 80−82.
48. В.А. Головин, А.Б. Ильин, В.Т. Кузнец и др. Способ защиты от коррозии металлических поверхностей ингибированными полимерными композициями и микрокапсулы с ингибитором коррозии, Пат. РФ 2358036, 10.06.2009.
49. А.В. Акименко, Композиционные материалы с эффектом самозалечивания структуры при радиационно-термическом воздействии, Научный аспект, URL: https://na-journal.ru/5-2024-himiya/11221-kompozicionnye-materialy-s-effektom-samozalechivaniya-struktury-pri-radiacionno-termicheskom-vozdeistvii (Дата обращения: 27 марта 2026 г.).
50. S.R.M. Paladugu, P.S.R. Sreekanth, S.K. Sahu, K. Naresh, S.A. Karthick, N. Venkateshwaran, M. Ramoni, R.A. Mensah, O. Das, and R. Shanmugam, A comprehensive review of self-healing polymer, metal, and ceramic matrix composites and their modeling aspects for aerospace applications, Materials, 2022, 15, no. 23, 8521. doi: 10.3390/ma15238521
51. V.A. Golovin, A.B. Ilyin, A.D. Aliev, V.A. Shchelkov, and V.A. Rabinkov, A study on the desorption of phosphonic acids, corrosion inhibitor precursors, from polymer microcapsules, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2018, 7, № 2, 165−174. doi: 10.17675/2305-6894-2018-7-2-4
52. О.А. Козадеров, Т.В. Батманова и А.И. Бирюков, Особенности коррозии покрытий на основе цинковых сплавов: продукты окисления и селективное растворение цинка. Обзор, Конденсированные среды и межфазные границы, 2024, 26, № 1, 25–36. doi: 10.17308/kcmf.2024.26/11806
53. F.C. Hawthorne and E. Sokolova, Simonkolleite, Zn5(OH)8Cl2(H2O), a decorated interrupted-sheet structure of the form [Mф2]4, The Canadian Mineralogist, 2002, 40, 939−946.
54. G.G.C. Arizaga, K.G. Satyanarayana, F. Wypych, Layered hydroxide salts: synthesis, properties and potential applications, Solid State Ion, 2007, 178, nos. 15–18, 1143–1162. doi: 10.1016/j.ssi.2007.04.016
55. А.Г. Тюрин, Р.Г. Галин, А.И. Бирюков и Д.А. Захарьевич, Диаграмма электрохимического равновесия симонколлеита в модельной пластовой воде, VI Международная научная конференция «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии», 8−12 сентября 2014 г., Плес, Ивановская обл., Россия., 65.
56. Р.Г. Галин, А.И. Бирюков, Д.А. Захарьевич и Т.В. Батманова, Коррозионно-электрохимическое поведение диффузионных цинковых покрытий в коррозионно-активных средах, IX Всероссийская (с международным участием) научная конференция «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии», 4–8 сентября 2017 г., Плес, Ивановская обл., Россия, 14.
57. М.Ю. Молодцова, Синтез и термическое разложение основного карбоната цинка состава Zn5(CO3)2(OH)6, Дисс. … канд. хим. наук: специальность 02.00.04, Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, 2017. 156 с.
58. А.И. Бирюков, Р.Г. Галин, Д.А. Захарьевич и А.П. Тронов, Образование и строение симонколлеита на поверхности термодиффузионных цинковых покрытий в хлоридсодержащих средах, Коррозия: материалы, защита, 2016, № 9, 28.
59. A.I. Biryukov, D.A. Zakharyevich, R.G. Galin, T.V. Batmanova, V.E. Zhivulin, M.N. Ulyanov, A.G. Fazlitdinova, E.V. Zhizhin, A.V. Koroleva, I.A. Kasatkin, and O.A. Kozaderov, Corrosion of diffusion zinc coatings in neutral chloride solutions, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, 13, no. 1, 337–356. doi: 10.17675/2305-6894-2024-13-1-17
60. İ. Usta, M.F. Çiftci, E. Gür, and H. Kahveci, An innovative passivation technique for enhanced corrosion resistance of zinc coatings, Russ. J. Appl. Chem., 2024, 97, no. 11, 837–845. doi: 10.1134/S1070427224605734
61. Z.A. Hamid, S.S.A. El Rehim, A.A. Shama, and M. Ebrahim, Improvement the corrosion resistance for the galvanized steel by adding Sn, Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2016, 6, no. 2, 58–71. doi: 10.4236/jsemat.2016.62006
62. Ю.М. Панченко, А.И. Маршаков, Л.А. Николаева и Т.А. Ненашева, Коррозионная стойкость покрытий цинк–алюминий и цинк–алюминий–магний в различных регионах мира, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2023, 1, № 1, 21–55. doi: 10.61852/2949-3412-2023-1-1-21-55
63. R. Sohn, T.C. Kim, S.J. Kim, M.S. Kim, J.S. Kim, W.J. Lim, S.M. Bae, S.H. Shin, and D. Jin, Paik effect of heat treatment on corrosion resistance of Zn−Mg−Al alloy coated steel, Corros. Sci. Technol., 2024, 23, no. 4, 283−288. doi: 10.14773/cst.2024.23.4.283
64. G. Kirov and S. Dencheva, Crystal morphology of simonkolleite Zn5(OH)8Cl2(H2O): A SEM study, Доклади на Българската академия на науките, 2016, 69, no. 2. 169.
65. S. Qu, E. Hadjittofis, F. Malaret, J. Hallett, R. Smith, and K.S. Campbell, Controlling simonkolleite crystallisation via metallic Zn oxidation in a betaine hydrochloride solution, Nanoscale Adv., 2023, 5, no. 9, 2437–2452. doi: 10.1039/d3na00108c
66. V. Daniele, C. Mondelli, L. Turilli, and G. Taglieri, Innovative one-step sustainable process to produce simonkolleite nanoparticles, Nanomaterials, 2024, 14, № 2005, 1−13. doi: 10.3390/nano14242005
67. S. Li, X. Chen, X. Wang, Y. Xiong, Y. Yan, Z. Tan, X. Yang, and Y. Li, Simonkolleite coating on poly(aminoacids) to improve osteogenesis and suppress osteoclast formation in vitro, Polymers, 2019, 11, 1505. doi: 10.3390/polym11091505
68. M. Yadav, J.K. Saha, and S.K. Ghosh, Evaluation of corrosion behaviour of galvanised, galvalume and colour-coated steel sheets, Arch. Metall. Mater., 2024, 69, no. 3, 865−879. doi: 10.24425/amm.2024.150907
69. Е.А. Гудилин и А.В. Шевельков, Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Диаграммы Латимера для pH= 0 и pH= 14. URL: https://www.chem.msu.ru/rus/teaching/thermo/redox_Latimer_Frost_2025.pdf (Дата обращения: 29 мая 2026 г.)
70. H.H. Hassan, Corrosion behaviour of zinc in sodium perchlorate solutions, Appl. Surf. Sci., 2001, 174, nos. 3−4, 201−209. doi: 10.1016/S0169-4332(01)00154-4
71. J. Wojnarowicz, T. Chudoba, and W. Lojkowski, A review of microwave synthesis of zinc oxide nanomaterials: reactants, process parameters and morphologies, Nanomater, 2020, 10, 1086. doi: 10.3390/nano10061086
72. P.M. Perillo, M.N. Atia, and D.F. Rodríguez, Studies on the growth control of ZnO nanostructures synthesized by the chemical method, Revista Matéria, 2018, 22, 1−7. doi: 10.1590/S1517-707620180002.0467
73. U. Alver, A. Tanriverdi, and O. Akgul, Hydrothermal preparation of ZnO electrodes synthesized from different precursors for electrochemical supercapacitors, Synthetic Mater, 2016, 211, 30−34. doi: 10.1016/j.synthmet.2015.11.008
74. D. Li, Z. Tuo, D.G. Evans, and X. Duan, Preparation of 5-benzotriazolyl-4-hydroxy-3-sec-butylbenzenesulfonate anion-intercalated layered double hydroxide and its photostabilizing effect on polypropylene, J. Solid State Chem., 2006, 179, no. 10, 3114–3120. doi: 10.1016/j.jssc.2006.06.006
75. S.P. Lonkar, B. Kutlu, A. Leuteritz, and G. Heinrich, Nanohybrids of phenolic antioxidant intercalated into MgAl-layered double hydroxide clay, Appl. Clay Sci., 2013, 71, 8–14. doi: 10.1016/j.clay.2012.10.009
76. N. Boshkov, K. Petrov, S. Vitkova, and G. Raichevsky, Galvanic alloys Zn−Mn-composition of the corrosion products and their protective ability in sulfate containing medium, Surf. Coat. Technol., 2005, 194, nos. 2–3, 276–282. doi: 10.1016/j.surfcoat.2004.09.016
77. O. Yamamoto, M. Nagashima, Y. Nakata, and E. Udagawa, The significant otential of simonkolleite powder for deep wound healing under a moist environment: in vivo histological evaluation using a rat model, Bioengineering, 2023, 10, 375. doi: 10.3390/bioengineering1003037
78. S. Khamlich, A. Bello, M. Fabiane, B.D. Ngom, and N. Manyala. Hydrothermal synthesis of simonkolleite microplatelets on nickel foam-graphene for electrochemical supercapacitors, J. Solid State Electrochem., 2013, 17, 2879–2886. doi: 10.1007/s10008-013-2206-0
79. M.I. Badawy, M.E.M. Ali, M.Y. Ghaly, and M.A. El-Missiry, Mesoporous simonkolleite–TiO2 nanostructured composite for simultaneous photocatalytic hydrogen production and dye decontamination, Process Saf. Environ. Prot., 2015, 94, 11–17. doi: 10.1016/j.psep.2014.12.001
80. J. Sithole, B.D. Ngom, S. Khamlich, E. Manikanadan, N. Manyala, M.L. Saboungi, D. Knoessen, R. Nemutudi, and M. Maaza, Simonkolleite nano-platelets: Synthesis and temperature effect on hydrogen gas sensing properties, Appl. Surf. Sci., 2012, 258, no. 20, 7839–7843. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.04.073
81. A.C.A. Silva, M.J.B. Silva, A.A. Rocha, M.P.C. Costa, J.Z. Marinho, and N.O. Dantas, Synergistic effect of simonkolleite with zinc oxide: Physico-chemical properties and cytotoxicity in breast cancer cells, Mater. Chem. Phys., 2021, 266, 124548. doi: 10.1016/j.matchemphys.2021.124548
82. M. Prestat, J.S. Costa, B. Lescop, S. Rioual, L. Holzer, and D. Thierry, Cathodic corrosion of zinc under potentiostatic conditions in NaCl solutions, ChemElectroChem, 2018, 5, no. 8, 1203–1211. doi: 10.1002/celc.201701325
83. J.D. Yoo, P. Volovitch, A. Abdel Aal, C. Allely, and K. Ogle. The effect of an artificially synthesized simonkolleite layer on the corrosion of electrogalvanized steel, Corros. Sci., 2013, 70, 1–10. doi: 10.1016/j.corsci.2012.10.024
84. K. Morimoto, K. Tamura, S. Anraku, T. Sato, M. Suzuki, and H. Yamada, Synthesis of Zn–Fe layered double hydroxides via an oxidation process and structural analysis of products, J. Solid State Chem., 2015, 228, 221–225. doi: 10.1016/j.jssc.2015.04.045
85. M.D. Jackson, E.N. Landis, P.F. Brune, M. Vitti, H. Chen, Q. Li, M. Kunz, H.-R. Wenk, P.J.M. Monteiro, and A.R. Ingraffea, Mechanical resilience and cementitious processes in Imperial Roman architectural mortar, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2014, 111, no. 52, 18484–18489. doi: 10.1073/pnas.1417456111
86. Lana philosophica. Универсальная энциклопедия, 2012. URL: https://universal_lexikon.de-academic.com/144743/Lana_philosophica?ysclid=molg4qwb9e197314636 (Дата обращения: 30 апреля 2026 г.)
87. M.A. Borysiewic, ZnO as a functional material, a review, Crystals, 2019, 9, no. 505, 1−29. doi: 10.3390/cryst9100505
88. D. Ren, J. Li, Y. Bao, Z. Wu, S. He, A. Wang, F. Guo, Y. Chen, Low-temperature synthesis of flower-like ZnO microstructures supported on TiO2 thin films as efficient antifungal coatings for bamboo protection under dark conditions, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp., 2018, 555, 381–388. doi: 10.1016/j.colsurfa.2018.07.015
89. X. Luo, Z. Lou, L. Wang, X. Zheng, and T. Zhang, Fabrication of flower-like ZnO nanosheet and nanorod-assembled hierarchical structures and their enhanced performance in gas sensors, New J. Chem., 2014, 38, no. 1, 84–89. doi: 10.1039/C3NJ00776F
90. N.K. Neelakantan, P.B. Weisensee, J.W. Overcash, E.J. Torrealba, W.P. King, and K.S. Suslick, Spray-on omniphobic ZnO coatings, RSC Adv., 2015, 5, no. 85, 69243–69250. doi: 10.1039/C5RA11178A
91. M.J. Zarei, S. Pillai, A.M. Rather, M.S. Barrubeeah, T. Echekki, and A.K. Kota, Ultra-stretchable superomniphobic surfaces via machine-learning-guided laser ablation, Matter, 2026, 9, no. 3, 102610. doi: 10.1016/j.matt.2025.102610
92. E.M. Wong, P.G. Hoertz, C.J. Liang, B.-M. Shi, G.J. Meyer, and P.C. Searson, Influence of organic capping ligands on the growth kinetics of ZnO nanoparticles, Langmuir, 2001, 17, no. 26, 8362–8367. doi: 10.1021/la010944h
93. Q. Li, Z. Feng, L. Liu, H. Xu, W. Ge, F. Li, and M. An, Deciphering the formation mechanism of a protective corrosion product layer from electrochemical and natural corrosion behaviors of a nanocrystalline zinc coating, RSC Adv., 2015, 5, no. 41, 32479–32490. doi: 10.1039/c5ra02777b
94. W. Nowacki and J.H. Silverman, Die Kristall struktur von Zinkhydroxychlorid II, Zn5(OH)8Cl2·1H2O, Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials, 1961, 115, no. 1, 21–51. doi: 10.1524/zkri.1961.115.1-2.21
95. R. Allmann, Verfeinerung der Struktur des Zinkhydroxidchlorids II, Zn5(OH)8Cl2·1H2O, Zeitschrift für Kristallographie, 1968, 126, 417–426. doi: 10.1524/zkri.1968.126.16.417
96. M.A. Borysiewicz, M. Gryglas-Borysiewicz, M. Masłyk, T. Wojciechowski, M. Wzorek, J. Kaczmarski, T. Wojtowicz, E. Kami’nska, Room temperature sputter deposited catalyst-free nanowires with wurtzite/zinc blende ZnO superstructure and their application in electromechanical nanogenerators on polymer and paper substrates, Nanotechnology, 2017, 28, 085204. doi: 10.1088/1361-6528/aa56da
97. Y.-X. Lan, Y.-H. Chen, Y.-L. Chao, Y.-H. Chang, Y.-C. Huang, W.-R. Liu, W.- T. Wong, A.C.-F. Sun, K.S. Santiago, and J.-M. Yeh, Green and heavy-duty anticorrosion coatings: waterborne epoxy thermoset composites modified through variation of zinc dust loading and incorporation of amine-capped aniline trimer and graphene oxide, Polymers, 2024, 16, no. 9, 1–19. doi: 10.3390/polym16091252
98. M. Raghavendra, K.V. Yatish, and H.S. Lalithamba, Plant-mediated green synthesis of ZnO nanoparticles using Garcinia gummi-gutta seed extract: Photoluminescence, screening of their catalytic activity in antioxidant, formylation and biodiesel production, Eur. Phys. J. Plus, 2017, 132, 358. doi: 10.1140/epjp/i2017-11627-1
99. А.В. Павлов, Н.В. Федякова и М.Ю. Квасников, Антикоррозионная система лакокрасочных покрытий на основе цинк-полимерной грунтовки и эмали, способной к самовосстановлению, Многофункциональные лакокрасочные покрытия: материалы Всероссийской научно-технической конференции, 6 декабря 2018 г., ВИАМ, Москва, 2018, 66–72.
100. Р.Г. Галин, Модифицированный порошок цинка, Пат. РФ 2170643, 20.07.2001.
101. Н.Р. Прокопчук, А.Ю. Клюев и И.О. Лаптик, Повышение устойчивости к механическим воздействиям и агрессивным средам эпоксидных покрытий наночастицами разной природы, Труды БГТУ. Сер. 2. Химические технологии, биотехнологии, геоэкология, 2024, № 1, 43–49. doi: 10.52065/2520-2669-2024-277-5
102. А.Б. Радбиль, А.Ю. Клюев и Н.Р. Прокопчук, Разработка научно-прикладных основ глубокой и комплексной переработки живицы сосны обыкновенной Pinus Silvestris L., Минск: БГТУ, 2021. 312 с.
103. J.V. Jubilate, A. Pradityana, A. Safa’at, D.M. Kusnadi, F. Khosfirah, W.B. Wan Nik, M. Ridha bin Muhamad, M. Faizul bin Mohd Sobri, N. Liana binti Sukiman, and G. Yingxin, Assessment of zinc oxide-polyurethane internal coating for protection of ASTM A106 steel in seawater piping, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2025, 14, no. 4, 2000–2016. doi: 10.17675/2305-6894-2025-14-4-15
104. K. Memarzadeh, A.S. Sharili, J. Huang, S.C.F. Rawlinson, and R.P. Allaker, Nanoparticulate zinc oxide as a coating material for orthopedic and dental implants, J. Biomed. Mater. Res. A, 2014, 103, no. 3, 981–989. doi: 10.1002/jbm.a.35241
105. G. Applerot, N. Perkas, G. Amirian, O. Girshevitz, and A. Gedanken, Coating of glass with ZnO via ultrasonic irradiation and a study of its antibacterial properties, Appl. Surf. Sci., 2009, 256, no. 3, S3–S8. doi: 10.1016/j.apsusc.2009.04.198
106. A. Phuruangrat, O. Yayapao, S. Thongtem, and T. Thongtem, Photocatalytic activity of zno with different morphologies synthesized by a sonochemical method, Russ. J. Phys. Chem. A, 2016, 90, no. 5, 949–954. doi: 10.1134/S003602441605006X
107. S.S. Kumari, W. Nirmala, N. Chidhambaram, M. Prabu, V. Ganesh, and I.S. Yahia, Tuning the physical properties of Sb-doped ZnO nanopowders toward elevated photosensing and photocatalytic activity, J. Korean Ceram. Soc., 2023, 60, 719–731. doi: 10.1007/s43207-023-00298-1
108. S.A. Mayén-Hernández, G. Torres-Delgado, R. Castanedo-Pérez, J.G. Mendoza-Alvarez, and O. Zelaya-Angel, Photocatalytic activity in Zn2TiO4+ZnO thin films obtained by the sol-gel process, Journal of Advanced Oxidation Technologies, 2007, 10, № 1, 90–93.
109. F.A. Hernández-García, G. Torres-Delgado, R. Castanedo-Pérez, and O. Zelaya-Ángel, Gaseous benzene degradation by photocatalysis using ZnO+Zn2TiO4 thin films obtained by sol-gel process, Environ. Sci. Pollut. Res., 2016, 23, no. 13, 13191–13199. doi: 10.1007/s11356-016-6438-2
110. H. Liu, Y.-F. Liu, P.-P. Xiong, P. Chen, H.-Y. Li, J.-W. Hou, B.-N. Kang, and Y. Duan, Aluminum-doped zinc oxide transparent electrode prepared by atomic layer deposition for organic light emitting devices, IEEE Transactions on Nanotechnology, 2017, 16, no. 4, 634–638.
111. M.A. Eghfeli, S.A. Hadi, N.E. Atab, and A. Nayfeh, Demonstration of aluminum doped ZnO as anti-reflection coating, 2016 IEEE 43rd Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), Portland, OR, USA, 2016, 2765–2769. doi: 10.1109/PVSC.2016.7750155
112. Z. Kan, Z. Wang, Y. Firdaus, M. Babics, H.N. Alshareef, and P.M. Beaujuge, Atomic-layer-deposited AZO outperforms ITO in high-efficiency polymer solar cells, J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 10176–10183. doi: 10.1039/C8TA02841A
113. K. Punia, G. Lal, S. Dalela, S.N. Dolia, P.A. Alvi, S.K. Barbar, K.B. Modi, and S. Kumar, A comprehensive study on the impact of Gd substitution on structural, optical and magnetic properties of ZnO nanocrystals, J. Alloys Compd., 2021, 868, 159142. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.159142
114. Z. Zhang, Y. Song, S. Wu, J. Guo, Q. Zhang, J. Wang, J. Yang, Z. Hua, and J. Lang, Tuning the defects and luminescence of ZnO:(Er, Sm) nanoflakes for application in organic wastewater treatment, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 2019, 30, 15869–15879. doi: 10.1007/s10854-019-01911-y
115. P. Sivakumar, M. Lee, Y.-S. Kim, and M.S. Shim, Photo-triggered antibacterial and anticancer activities of zinc oxide nanoparticles, J. Mater. Chem. B, 2018, 6, no. 30, 4852–4871. doi: 10.1039/C8TB00948A
116. Ю.В. Ваганова, В.Р. Миролюбов, С.Ф. Катышев, А.В. Ищенко и Е.О. Клюкина, Влияние добавки алюминия на состав и морфологию пленок гидроксида цинка, осажденных из водных растворов, Современные проблемы науки и образования, 2014, № 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=13173 (Дата обращения: 09.04.2026)
117. В.А. Кузнецова, Э.К. Кондрашов, Л.В. Семенова и Г.В. Кузнецов, О влиянии формы частиц оксида цинка на эксплуатационные свойства полимерных покрытий, Материаловедение, 2012, № 12, 12–14.
118. H. Ennaceri, L. Wang, D. Erfurt, W. Riedel, G. Mangalgiri, A. Khaldoun, A. El Kenz, A. Benyoussef, and A. Ennaoui, Water-resistant surfaces using zinc oxide structured nanorod arrays with switchable wetting property, Surf. Coat. Technol., 2016, 299, 169–176. doi: 10.1016/j.surfcoat.2016.04.056
119. Л.С. Козлов, К.О. Ухин, М.А. Савастьянова, В.А. Вальцифер и В.Н. Стрельников, Исследование влияния метода получения на текстурно-структурные свойства оксида цинка, высаженного на поверхность частиц углеродного носителя, Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология, 2024, № 2, 32–44.
120. Д.Г. Лин и Е.В. Воробьева, Влияние размера частиц наполнителя оксида цинка на термоокислительную стойкость полиэтилена, ингибированного Ирганоксом 1010, Полимерные материалы и технологии, 2016, 2, № 1, 61–67.
121. А.С. Федченко и Е.В. Воробьева, Влияние оксидов металлов II А группы на эффективность антиоксиданта Ирганокса 1010, Дни студенческой науки. Материалы XLIII студенческой научно-практической конференции, ГГУ им. Ф. Скорины, Гомель, 24–25 апреля 2014 г., 2014, 40.
122. IRGANOX. URL: https://www.chembk.com/en/chem/IRGANOX (Дата обращения: 10 апреля 2026 г.)
123. R.M. Smith and A.E. Martell, Inorganic ligands, in: Critical Stability Constants, New York: Springer Science+Business Media, 1989, 426–461. doi: 10.1007/978-1-4757-5506-0_1
124. Dissociation Konstant. URL: https://dpva.ru/Guide/GuideChemistry/Solvents/DissociationKonstantNonOrganicBase/?ysclid=mnsudaqbwn520737981 (Дата обращения: 10 апреля 2026 г. )
125. H.-L. Xu, A.F. Beltrán, and R.H. Sánchez, Activation of dioxygen via neodymium-alkali metal clusters, J. Am. Chem. Soc., 2026, 148, no. 12, 12463–12469. doi: 10.1021/jacs.5c22234
126. А.А. Кравцов, Н.С. Семенова, А.В. Блинов, М.А. Ясная и Д.Г. Селеменева, Исследование кислотно-основных свойств поверхности наночастиц CeO2, синтезированных золь-гель методом, Вестник Кемеровского государственного университета, 2015, 3, № 4, 237–244.
127. А.Д. Верескун, Д.Э. Радченко, В.М. Михальчук, Р.И. Лыга, Н.А. Мальцева, В.А. Глазунова и О.Ф. Николаева, Оксид церия в составе эпоксидных композитов и антикоррозионных покрытий, Вестник Донецкого национального университета. Серия А, 2025, № 4. 42–52. doi: 10.5281/zenodo.17199865
128. M.R. Shishesaz, M. Ghobadi, N. Asadi, A. Zarezadeh, E. Saebnoori, H. Amraei, J. Schubert, and O. Chocholaty, Surface pretreatments of AA5083 aluminum alloy with enhanced corrosion protection for cerium-based conversion coatings application: combined experimental and computational analysis, Molecules, 2021, 26, no. 24, 7413. doi: 10.3390/molecules26247413
129. И.А. Старостина, О.В. Стоянов, Р.М. Гарипов и В.Я. Кустовский, Влияние состава эпоксидной грунтовки на ее кислотно-основные и адгезионные свойства, Вестник Казанского технологического университета, 2006, № 1, 140–145.
130. С.Н. Степин, Н.К. Шафигуллин, А.П. Светлаков и др., Применение ИК-спектроскопии для оценки количества компонентов смесевой полимерной матрицы наполненного покрытия, необратимо связанных с пигментной поверхностью, Лакокрасочные материалы и их применение, 1993, № 4, 71–72.
131. E.J. Berger, A method of determining the surface acidity of polymeric and metallic materials and its application to lap shear adhesion, J. Adhes. Sci. Technol., 1990, 4, no. 5, 373–391.
132. И.А. Старостина, Н.В. Махрова, И.В. Аристов и О.В. Стоянов, Интерпретация кислотно-основных свойств полимерных поверхностей с позиций квантово-химического подхода, Вестник Казанского технологического университета, 2011, 1, № 9, 61−65.
133. N.A. Bulychev and Yu.G. Mikhaylov, Obtaining polymer composite materials based on zinc oxide nanoparticles synthesized in a plasma discharge under the action of ultrasound, RENSIT: Radioelectronics, Nanosystems, Information Technologies, 2023, 15, no. 2, 161−168. doi: 10.17725/rensit.2023.15.161
134. Цзан Сяовэй, Разработка методов получения наночастиц оксида цинка различных размеров и форм для эпоксидных композиционных материалов, Дисс. … канд. хим. наук, специальность: 05.16.08, Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, 2014. 154 с.
135. Ю.В. Новикова, Физико-химические закономерности получения осадков и пленок на основе оксида цинка с использованием слабых оснований, Автореф. дисс. … канд. хим. наук: специальность 02.00.04, ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Екатеринбург, 2015. 36 с.
136. C.F. Baes, The hydrolysis of cations, New York: John Wiley&Sons, 1976. 123 р.
137. Р.А. Лидин, Л.Л. Андреева и В.А. Молочко, Константы неорганических веществ: справочник, М.: Дрофа, 2006. 685 с.
138. Ю.Ю. Лурье, Справочник по аналитической химии, М.: Альянс, 2013. 448 с.
139. R.M. Smith and A.E. Martell, Amines, in: Critical stability constants. New York: Springer Science+Business Media, 1989, 167−241. doi: 10.1007/978-1-4615-6764-6
140. К.С. Мишуров, А.Д. Монахов и И.А. Сарычев, Разработка и прогнозирование свойств эпоксидных композиций методами машинного обучения, Труды ВИАМ, 2026, № 1, 162‒173. doi: 10.18577/2307-6046-2026-0-1-162-173
141. R.Q. Albuquerque, F. Rothenhäusler, and H. Ruckdäschel, Designing formulations of bio-based, multi-component epoxy resin systems via machine learning, MRS Bull., 2024, no. 49, 59–70. doi: 10.1557/s43577-023-00504-9
Рецензия
Для цитирования:
Щелков В.А., Ильин А.Б. Самовосстанавливаемые цинк-наполненные эпоксидные композиты для антикоррозионных покрытий. Обзор. Коррозия: защита материалов и методы исследований. 2026;(2):32-66. https://doi.org/10.61852/2949-3412-2026-4-2-32-66
For citation:
Shchelkov V.A., Ilyin A.B. Self-healing zinc-filled epoxy composites for anti-corrosion coatings. Review. Title in english. 2026;(2):32-66. (In Russ.) https://doi.org/10.61852/2949-3412-2026-4-2-32-66
Просмотров:
33
JATS XML
Послать статью по эл. почте 