微-納米聚苯胺的制備及其在抗腐蝕涂料中的應(yīng)用.pdf

1、微/納米聚苯胺因其特有的摻雜機(jī)制、結(jié)構(gòu)多樣、環(huán)境友好等性能，在防腐防污涂料、導(dǎo)電材料、電磁屏蔽材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本論文主要圍繞微/納米聚苯胺及其防腐涂層的制備和性能展開研究。
　　(1)選取過硫酸銨作為引發(fā)劑，磷酸二氫鹽作為摻雜劑，用直接混合法制備了12種磷酸二氫鹽摻雜聚苯胺。采用紅外光譜(FT-IR)、紫外可見光譜(UV-vis)和X射線衍射(XRD)對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TE

2、M)觀察了其形貌。改變摻雜劑種類、濃度以及反應(yīng)溫度等條件，計(jì)算了不同條件下的產(chǎn)物表觀產(chǎn)率。發(fā)現(xiàn)三種磷酸二氫鹽中磷酸二氫鈉摻雜聚苯胺的表觀產(chǎn)率最高。隨著磷酸二氫鹽濃度的減小，聚苯胺的表觀產(chǎn)率也隨之減小。低溫條件更容易制得細(xì)而長(zhǎng)的納米纖維聚苯胺，隨著溫度的升高聚苯胺較易形成短而不規(guī)則的棒狀結(jié)構(gòu)。摻雜聚苯胺表觀產(chǎn)率隨著溫度的升高先增大后減小。磷酸二氫鹽體系中，聚苯胺納米纖維的形成需要一定的時(shí)間，通過對(duì)反應(yīng)條件的控制，可制備得到形貌較好并且表觀

3、產(chǎn)率較高的納米纖維和納米管狀聚苯胺。
　　(2)采用直接混合反應(yīng)法，以過硫酸銨作為引發(fā)劑，磷酸為摻雜劑制備了16種磷酸摻雜的微/納米聚苯胺，計(jì)算了樣品的表觀產(chǎn)率，利用SEM和TEM觀察了摻雜聚苯胺的微觀形貌?？疾炝肆姿岬臐舛?、苯胺單體的濃度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)于磷酸摻雜聚苯胺的表觀產(chǎn)率和形貌的影響，對(duì)磷酸摻雜微/納米聚苯胺的形成機(jī)理進(jìn)行了討論。發(fā)現(xiàn)當(dāng)苯胺和過硫酸銨濃度不變，聚苯胺的表觀產(chǎn)率隨著磷酸濃度的增大而增大。磷酸和過硫酸銨濃度不變，

4、隨著苯胺用量的增加，聚苯胺的表觀產(chǎn)率先增大后減小.通過改變苯胺單體、過硫酸銨和磷酸的濃度得到了形貌較好的納米纖維、納米片和納米管狀的聚苯胺。
　　(3)制備了1種聚苯胺基環(huán)氧樹脂涂料(EP-PANI)、1種空白的環(huán)氧樹脂涂料和9種聚苯胺基聚乙烯醇縮丁醛(PVB)涂料，對(duì)比了它們的附著力、鉛筆硬度、耐沖擊性能、開路電位、極化曲線和電化學(xué)阻抗等性能。選用合適的等效電路，通過擬合得到腐蝕過程中涂層電阻、涂層電容等電化學(xué)參數(shù)的變化，對(duì)比了

5、各個(gè)涂層在3.5 wt％ NaCl水溶液中浸泡不同時(shí)間的腐蝕情況。發(fā)現(xiàn)聚苯胺基環(huán)氧樹脂顯示了較好的附著力和耐沖擊性能。等效電路擬合結(jié)果顯示無論開路電位、涂層腐蝕電流、腐蝕電位、涂層電阻等，聚苯胺基環(huán)氧樹脂涂層都顯示了更好的耐腐蝕性，與3.5 wt％ NaCl水溶液中浸泡的結(jié)果相吻合。XPS結(jié)果驗(yàn)證了EP-PANI涂層在金屬表面形成了致密的氧化膜。含有不同微/納米結(jié)構(gòu)的磷酸摻雜聚苯胺基PVB涂層中片狀聚苯胺基PVB涂層的腐蝕電位高于其它的