不同浸潤(rùn)性聚苯胺微-納米結(jié)構(gòu)的合成及防腐蝕性能.pdf

1、導(dǎo)電聚合物因其結(jié)構(gòu)多樣化、獨(dú)特的摻雜機(jī)制、可調(diào)的電導(dǎo)率、環(huán)境穩(wěn)定性以及可加工性等特點(diǎn),已廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域:導(dǎo)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(xué)器件等。其中,將聚苯胺用于防腐涂料已有較長(zhǎng)的歷史,科研工作者將聚苯胺溶解涂覆、電化學(xué)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(jī)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(hù)領(lǐng)域的應(yīng)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(kuò)散,也能抑制腐蝕產(chǎn)物向溶液中擴(kuò)散,因此,超疏水表面能夠提高對(duì)基體金屬的保護(hù)效率。
　　本論文在導(dǎo)電聚合物和超疏水性材料在防腐蝕領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)上,結(jié)合超疏水材料的超疏水性能和導(dǎo)電聚合物優(yōu)異性的防腐蝕性能,將超疏水性的導(dǎo)電聚合物用于碳鋼電極的防護(hù),圍繞導(dǎo)電聚合物的浸潤(rùn)性對(duì)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(wú)模板”法,通過改變摻雜劑,實(shí)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(dāng)

3、摻雜劑為十二酸(LA)和乙酸(AA)時(shí),聚苯胺為親水性的,當(dāng)摻雜劑為全氟辛酸(PFOA)時(shí),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(xué)阻抗( EIS)研究了具有不同浸潤(rùn)性的聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)在0.1 mol/L H2SO4溶液中對(duì)碳鋼的腐蝕防護(hù)作用,探討了聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的表面浸潤(rùn)性對(duì)腐蝕防護(hù)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(qiáng),其對(duì)碳鋼電極的腐蝕防護(hù)作用增強(qiáng),當(dāng)摻雜劑為PFOA時(shí)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(wú)模板”法,通過苯胺與苯胺衍生物的共聚制備了不同浸潤(rùn)性的苯胺共聚物,研究了苯胺衍生物對(duì)共聚物浸潤(rùn)性的影響,探討了苯胺共聚物的防腐蝕性能與浸潤(rùn)性的關(guān)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(rùn)性的共聚物微/納米結(jié)構(gòu),電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,共聚物疏水性的增強(qiáng)有利于防腐蝕性能的提高,防腐蝕效率與接觸角的關(guān)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(shí),在共聚物的主鏈上引入不同的疏水性基團(tuán),結(jié)果表明,疏水性基團(tuán)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(duì)共聚物的防腐蝕效率與接觸角的關(guān)系進(jìn)行擬合得到:h=102.22–102.78exp(-q/84)。