不同浸潤性聚苯胺微-納米結(jié)構(gòu)的合成及防腐蝕性能.pdf

1、導電聚合物因其結(jié)構(gòu)多樣化、獨特的摻雜機制、可調(diào)的電導率、環(huán)境穩(wěn)定性以及可加工性等特點,已廣泛地應用于各種領域:導電材料、電極材料、防腐涂料、電磁屏蔽材料、微波吸收材料以及非線性光學器件等。其中,將聚苯胺用于防腐涂料已有較長的歷史,科研工作者將聚苯胺溶解涂覆、電化學聚合成膜或做成涂料涂于金屬表面來研究聚苯胺的防腐蝕效果和機理。另外,近年來超疏水材料的迅速發(fā)展使其在腐蝕與防護領域的應用越來越多,由于超疏水的表面能夠有效地抑制腐蝕性物質(zhì)向電極

2、表面擴散,也能抑制腐蝕產(chǎn)物向溶液中擴散,因此,超疏水表面能夠提高對基體金屬的保護效率。
　　本論文在導電聚合物和超疏水性材料在防腐蝕領域應用的基礎上,結(jié)合超疏水材料的超疏水性能和導電聚合物優(yōu)異性的防腐蝕性能,將超疏水性的導電聚合物用于碳鋼電極的防護,圍繞導電聚合物的浸潤性對防腐蝕性能的影響展開研究,并取得了以下主要成果:
　　1.借助“無模板”法,通過改變摻雜劑,實現(xiàn)了從親水性到超疏水性聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的可控制備。例如,當

3、摻雜劑為十二酸(LA)和乙酸(AA)時,聚苯胺為親水性的,當摻雜劑為全氟辛酸(PFOA)時,制備的聚苯胺為超疏水性的。采用Ta fe l極化曲線和電化學阻抗( EIS)研究了具有不同浸潤性的聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)在0.1 mol/L H2SO4溶液中對碳鋼的腐蝕防護作用,探討了聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的表面浸潤性對腐蝕防護性能的影響。研究結(jié)果表明,隨著聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)疏水性的增強,其對碳鋼電極的腐蝕防護作用增強,當摻雜劑為PFOA時所制備的超疏

4、水聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出最佳的防腐蝕性能(η=94.70％)。
　　2.采用“無模板”法,通過苯胺與苯胺衍生物的共聚制備了不同浸潤性的苯胺共聚物,研究了苯胺衍生物對共聚物浸潤性的影響,探討了苯胺共聚物的防腐蝕性能與浸潤性的關系。首先以苯胺和3-氨基苯磺酸為單體,在共聚物主鏈上引入親水性的-SO3H,發(fā)現(xiàn)-SO3H的引入不利于其防腐蝕性能的提高;然后以苯胺和2-乙基苯胺為單體,在共聚物的主鏈上引入不同含量的-C2H5,制備了不同浸

5、潤性的共聚物微/納米結(jié)構(gòu),電化學測試結(jié)果表明,共聚物疏水性的增強有利于防腐蝕性能的提高,防腐蝕效率與接觸角的關系為:h=132.04–128.62exp(-q/137);最后選用四種苯胺衍生物,使其與苯胺單體比為1:1時,在共聚物的主鏈上引入不同的疏水性基團,結(jié)果表明,疏水性基團的引入有利于共聚物疏水性的提高和防腐蝕性能的提高。對共聚物的防腐蝕效率與接觸角的關系進行擬合得到:h=102.22–102.78exp(-q/84)。