有機插層改性高嶺土-聚(2,3-二甲基苯胺)納米復(fù)合物的制備及其性能研究.pdf

1、聚苯胺(PANI)是近年來研究非常廣泛的新型金屬防腐材料,但由于PANI分子鏈骨架剛性強,分子間作用力大,使其溶解及加工性能不理想,限制了具體應(yīng)用。2,3-二甲基苯胺(2,3-DMA)作為苯胺主要衍生物之一,苯環(huán)上引入兩個-CH3可以有效地降低聚合物分子鏈的強度,使分子間作用力減弱,同時-CH3的引入可以阻止苯環(huán)取代位置可能發(fā)生的副反應(yīng),使形成大分子共軛體系,提高PANI溶解性。因此,其聚合物聚(2,3-二甲基苯胺)(P(2,3-DMA

2、))在防腐方面有更為廣泛的應(yīng)用前景。
　　高嶺土晶胞由SiO4四面體和Al[O3(OH)4]八面體通過層與層共同的O原子結(jié)合而成,是典型的1:1型二八面體層狀硅酸鹽粘土。在聚合物中加入具有層或片狀結(jié)構(gòu)的納米粘土,粘土粒子與聚合物間有效地復(fù)合可以顯著減弱聚合物分子鏈間的相互作用,使聚合物的結(jié)晶度降低,其導(dǎo)電性、氣體阻隔性及物質(zhì)分散性得到改善,達(dá)到提高復(fù)合物耐熱、力學(xué)及界面穩(wěn)定性的目的。將高嶺土引入到聚合物中,形成的聚合物/粘土納米復(fù)

3、合物可以有效地延長O2等腐蝕劑滲透涂層的路徑和時間,降低腐蝕劑對涂層的滲透作用。因此將P(2,3-DMA)和高嶺土復(fù)合,制備具有優(yōu)異耐腐蝕性能的材料是很有必要的。
　　本文首次采用原位聚合法制備了插層-剝離型的P(2,3-DMA)/有機高嶺土(POK)納米復(fù)合物。通過優(yōu)化條件,探討了氧化劑用量、磷酸濃度、反應(yīng)時間以及反應(yīng)溫度對POK防腐性能的影響。采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、熱重

4、-差熱(TGA-DTA)分別對POK的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性進行了表征,在3.5％NaCl中研究了含有POK的環(huán)氧樹脂涂層對金屬的腐蝕保護作用。同時,采用了乳液體系制備了P(2,3-DMA)/層狀硅酸鹽(PLS)納米復(fù)合物,研究了含有PLS的涂層對冷軋鋼的腐蝕保護性能。
　　結(jié)果表明:當(dāng)POK中mP(2,3-DMA)/mOKL=5:95,nAPS/n2,3-DMA=2:1,nH3PO4/n2,3-DMA=2.5,T=30℃,t=10h時,P

5、OK的電化學(xué)性能及產(chǎn)率達(dá)到最佳值。XRD、FTIR表明:本實驗成功合成了POK納米復(fù)合物,復(fù)合物體系中層狀粘土被徹底剝離。SEM表明:被剝離為片狀的硅酸鹽粒子有效地分散在P(2,3-DMA)中。與P(2,3-DMA)相比,聚合物中引入有機粘土可以顯著地增加其耐腐蝕及熱穩(wěn)定性,分散在P(2,3-DMA)中的片狀硅酸鹽粒子能夠有效地增加腐蝕劑對涂層的擴散路徑,延長涂層滲透時間。不同體系制備的P(2,3-DMA)/有機高嶺土納米復(fù)合物對鋼板同