超疏水聚苯胺的制備及其耐腐蝕性能研究.pdf

1、近年來(lái)，聚苯胺（polyaniline，PANI）因其獨(dú)特的摻雜機(jī)制、環(huán)境穩(wěn)定性和良好的電化學(xué)性能受到人們的廣泛關(guān)注。作為金屬防腐蝕材料，聚苯胺無(wú)環(huán)境副作用，高性?xún)r(jià)比、與有機(jī)樹(shù)脂的相容性好、使用方便，符合時(shí)代和科技的發(fā)展，是一種非常有應(yīng)用前景的環(huán)境友好型涂層材料。聚苯胺防腐蝕機(jī)理被普遍解釋為其自身氧化還原過(guò)程中對(duì)金屬產(chǎn)生鈍化作用，在金屬表面形成一層穩(wěn)定的鈍化膜，從而對(duì)金屬起到保護(hù)作用。目前，超疏水表面因其能夠有效阻止腐蝕性物質(zhì)向金屬表面

2、擴(kuò)散，因而越來(lái)越多地被應(yīng)用于金屬防護(hù)。本論文結(jié)合導(dǎo)電聚苯胺以及超疏水材料優(yōu)秀的耐腐蝕性能，采用不同方法合成具有超疏水表面的聚苯胺導(dǎo)電聚合物，在3.5％ NaCl溶液中，通過(guò)一系列電化學(xué)測(cè)試方法考察了產(chǎn)物對(duì)不銹鋼的腐蝕防護(hù)性能，并對(duì)導(dǎo)電聚苯胺的浸潤(rùn)性與防腐蝕性能的關(guān)系進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）采用化學(xué)氧化法，在硫酸（H2SO4）介質(zhì)中以過(guò)硫酸銨（APS）為氧化劑，合成了硫酸摻雜聚苯胺，進(jìn)一步用氨水進(jìn)行脫摻雜，得到本征

3、態(tài)聚苯胺，研究了摻雜態(tài)和本征態(tài)聚苯胺的浸潤(rùn)性和防腐蝕性能。結(jié)果表明：硫酸摻雜聚苯胺（PANI）為親水性，接觸角為80°；本征態(tài)聚苯胺（EB）顯示疏水性，接觸角為127°；親水基團(tuán)SO42-的存在與否是導(dǎo)致二者浸潤(rùn)性差異的主要原因。防腐蝕性能測(cè)試結(jié)果顯示 PANI和EB都可以對(duì)不銹鋼電極起到一定的防護(hù)作用。
　?。?）采用化學(xué)氧化法制備硫酸摻雜聚苯胺，并用氨水脫摻雜得到本征態(tài)聚苯胺，分別用十二烷基苯磺酸（SDBS）、對(duì)甲苯磺酸（TS

4、A）和檸檬酸（CA）等有機(jī)酸進(jìn)行二次摻雜，得到超疏水聚苯胺。通過(guò)傅里葉紅外光譜（FT-IR）、掃描電鏡（SEM）等對(duì)聚苯胺進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，探討了不同種類(lèi)有機(jī)酸及其用量對(duì)聚苯胺疏水性能和耐腐蝕性能的影響。結(jié)果表明：三種有機(jī)酸二次摻雜能夠有效提高聚苯胺的疏水性及耐腐蝕性能，防腐蝕性能隨疏水性提高先增強(qiáng)后減弱。
　?。?）采用化學(xué)氧化法制備得到親水性的硫酸摻雜聚苯胺，分別以聚乙二醇-10000（PEG-10000）、十六烷基三甲基溴化銨

5、（CTAB）及十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）為改性劑，采用兩步法制備了超疏水聚苯胺。通過(guò)傅里葉紅外光譜（FT-IR）、掃描電鏡（SEM）等對(duì)聚苯胺進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，研究了不同種類(lèi)表面活性劑及其用量對(duì)聚苯胺疏水性能和耐腐蝕性能的的影響。結(jié)果表明：三種表面活性劑均能夠有效增強(qiáng)聚苯胺的疏水性及耐腐蝕性能。經(jīng)過(guò)改性處理，表面活性劑中的疏水基團(tuán)被引入聚苯胺鏈，使得聚苯胺的浸潤(rùn)性由改性前的親水變?yōu)槌杷ｋS著表面活性劑用量的增加，產(chǎn)物的疏水性增強(qiáng)，防腐