超疏水聚苯胺的制備及其耐腐蝕性能研究.pdf

1、近年來，聚苯胺（polyaniline，PANI）因其獨特的摻雜機制、環(huán)境穩(wěn)定性和良好的電化學性能受到人們的廣泛關注。作為金屬防腐蝕材料，聚苯胺無環(huán)境副作用，高性價比、與有機樹脂的相容性好、使用方便，符合時代和科技的發(fā)展，是一種非常有應用前景的環(huán)境友好型涂層材料。聚苯胺防腐蝕機理被普遍解釋為其自身氧化還原過程中對金屬產(chǎn)生鈍化作用，在金屬表面形成一層穩(wěn)定的鈍化膜，從而對金屬起到保護作用。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、擴散，因而越來越多地被應用于金屬防護。本論文結合導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電聚合物，在3.5％ NaCl溶液中，通過一系列電化學測試方法考察了產(chǎn)物對不銹鋼的腐蝕防護性能，并對導電聚苯胺的浸潤性與防腐蝕性能的關系進行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）采用化學氧化法，在硫酸（H2SO4）介質(zhì)中以過硫酸銨（APS）為氧化劑，合成了硫酸摻雜聚苯胺，進一步用氨水進行脫摻雜，得到本征

3、態(tài)聚苯胺，研究了摻雜態(tài)和本征態(tài)聚苯胺的浸潤性和防腐蝕性能。結果表明：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SO42-的存在與否是導致二者浸潤性差異的主要原因。防腐蝕性能測試結果顯示 PANI和EB都可以對不銹鋼電極起到一定的防護作用。
　?。?）采用化學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）、對甲苯磺酸（TS

4、A）和檸檬酸（CA）等有機酸進行二次摻雜，得到超疏水聚苯胺。通過傅里葉紅外光譜（FT-IR）、掃描電鏡（SEM）等對聚苯胺進行了結構表征，探討了不同種類有機酸及其用量對聚苯胺疏水性能和耐腐蝕性能的影響。結果表明：三種有機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后減弱。
　　（3）采用化學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。通過傅里葉紅外光譜（FT-IR）、掃描電鏡（SEM）等對聚苯胺進行了結構表征，研究了不同種類表面活性劑及其用量對聚苯胺疏水性能和耐腐蝕性能的的影響。結果表明：三種表面活性劑均能夠有效增強聚苯胺的疏水性及耐腐蝕性能。經(jīng)過改性處理，表面活性劑中的疏水基團被引入聚苯胺鏈，使得聚苯胺的浸潤性由改性前的親水變?yōu)槌杷?。隨著表面活性劑用量的增加，產(chǎn)物的疏水性增強，防腐