304不銹鋼表面苯胺及其衍生物堿性聚合膜的制備與抗蝕性能研究.pdf

1、利用化學或電化學方法可以在不銹鋼表面沉積一層氧化膜，以提高不銹鋼的抗蝕性能。侵蝕性陰離子(Cl-等)會破壞不銹鋼表面的鈍化物保護膜造成不銹鋼的局部腐蝕。304不銹鋼價格較便宜，用途廣泛，但沒有307、316等不銹鋼的抗蝕能力強。為了增強304不銹鋼的抗蝕性能，人們嘗試過在腐蝕介質(zhì)中添加緩蝕劑、在不銹鋼表面電化學聚合聚合物膜等方法。1985年，DeBerry首次報道了聚苯胺(PAn)在不銹鋼腐蝕防護中的應用。隨后,人們對不銹鋼表面苯胺及其

2、衍生物聚合膜的抗蝕性能進行了大量研究。文獻報道的不銹鋼表面的聚苯胺或聚苯胺衍生物都是在酸性或中性介質(zhì)中形成的，而關(guān)于堿性介質(zhì)中苯胺及其衍生物在不銹鋼上的聚合卻少有報道。
　　 本文利用循環(huán)伏安技術(shù),在NaOH溶液介質(zhì)中，利用兩步電化學聚合方法,將苯胺及其衍生物聚合到304不銹鋼上,并利用電化學分析方法研究了聚合膜在3.5％的NaCl介質(zhì)中對304不銹鋼的腐蝕防護性能。主要研究工作如下：
　　 1.304不銹鋼表面堿性聚苯

3、胺膜的合成及抗蝕性能研究利用循環(huán)伏安技術(shù)，在含0.1 mol L-1苯胺和0.25 mol L-1 NaOH的電解質(zhì)溶液中，通過兩步電化學聚合在304不銹鋼表面得到一層結(jié)構(gòu)致密的聚苯胺膜。利用循環(huán)伏安法、傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜和掃描電子顯微鏡(SEM)，分析了聚合膜的結(jié)構(gòu)。利用動電勢極化和Tafel曲線分析，研究了苯胺聚合膜在3.5％的NaCl介質(zhì)中對304不銹鋼的腐蝕防護性能。動電勢極化測試表明聚苯胺膜增強了304不銹鋼的抗

4、點蝕能力;Tafel曲線分析顯示苯胺聚合膜在3.5％的NaCl介質(zhì)中有效保護了304不銹鋼，腐蝕防護效率在90％以上。
　　 2.304不銹鋼表面堿性聚鄰甲氧基苯胺膜的合成及抗蝕性能研究在含0.05 mol L-1鄰甲氧基苯胺和0.125 mol L-1NaOH的溶液中，通過連續(xù)多次循環(huán)伏安掃描，將鄰甲氧基苯胺聚合到304不銹鋼上,在不銹鋼表面得到一層吸附能力強的聚鄰甲氧基苯胺(PMAn)膜。利用SEM和FT-IR光譜,分析了聚

5、合膜的結(jié)構(gòu)。利用Tafel曲線分析和交流阻抗(EIS)技術(shù)研究了聚合膜在3.5％的NaCl介質(zhì)中對304不銹鋼的腐蝕防護性能，并初步探討了聚合膜的腐蝕防護機理。Tafel曲線分析和EIS測試都證明鄰甲氧基苯胺聚合膜明顯增強了不銹鋼在3.5％的NaCl介質(zhì)中的抗蝕性能，腐蝕防護效率高達94％。EIS研究發(fā)現(xiàn)，聚合膜之所以可以改善不銹鋼在NaCl介質(zhì)中的抗蝕性能，可能是因為在聚合膜的作用下不銹鋼表面產(chǎn)生了一層鈍化膜，該鈍化膜可以有效地阻止C

6、l-對不銹鋼基底的腐蝕破壞。
　　 3.304不銹鋼表面N-甲基苯胺堿性聚合膜的合成及抗蝕性能研究通過兩步電化學聚合在304不銹鋼表面得到一層吸附能力強的聚N-甲基苯胺(PNMA)膜，聚合介質(zhì)為含0.025 mol L-1 N-甲基苯胺的NaOH溶液，其中NaOH的濃度為0.05 mol L-1。利用FT-IR光譜和 SEM，分析了聚合膜的結(jié)構(gòu)。利用Tafel曲線和EIS技術(shù)研究了聚合膜在3.5％的NaCl介質(zhì)中對304不銹鋼的

7、腐蝕防護性能，并初步探討了聚合膜的腐蝕防護機理。Tafel曲線分析和EIS測試都證明N-甲基苯胺聚合膜明顯增強了不銹鋼在3.5％的NaCl介質(zhì)中的抗蝕性能,腐蝕防護效率高達96.6％。
　　 4.304不銹鋼表面苯胺及其衍生物堿性雙層聚合膜的初步研究在NaOH溶液中,利用三步電化學聚合方法，即通過兩步電化學法聚合得到一層聚合物膜，然后再在該聚合物膜上電化學聚合得到另外一層聚合物膜，在不銹鋼表面聚合得到聚苯胺/聚鄰甲氧基苯胺(PA