苯胺—吡咯共聚物復(fù)合材料的制備、表征及其防腐蝕性能.pdf

1、近些年來，導(dǎo)電聚合物型耐腐蝕復(fù)合材料的開發(fā)和應(yīng)用已成為金屬腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域新的熱點(diǎn)，為制造出防腐性能強(qiáng)、綠色無污染、多功能和廉價(jià)持久的新型耐腐蝕材料提供了新的解決途徑。本文合成了一系列導(dǎo)電共聚物/無機(jī)復(fù)合材料，以其為導(dǎo)電填料制備了耐腐蝕涂層，同時(shí)闡述了耐腐蝕涂層的腐蝕現(xiàn)象和原理。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.在磺基水楊酸（SSA）的酸體系中，以過硫酸銨(APS)為氧化劑，采用化學(xué)氧化聚合法，調(diào)整聚合單體配比，制備了SSA摻雜的苯胺/吡

2、咯導(dǎo)電共聚物（PANI/PY-SSA），通過 FT-IR，SEM和XRD等測(cè)試手段對(duì)其分子結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)和有序化程度進(jìn)行了表征。同時(shí)，將該導(dǎo)電共聚物加入到環(huán)氧樹脂(EP)涂料中，通過Tafel極化曲線和EIS阻抗譜研究了PANI/PY-SSA對(duì)低合金鋼材料的防腐蝕性能。結(jié)果表明，PY共聚改性明顯提高了聚苯胺對(duì)金屬的保護(hù)能力，且當(dāng)聚合單體配比n(AN):n(PY)=3:7時(shí)，制備的PANI/PY-SSA的防腐蝕性能最好，涂層的Ecorr為

3、-0.335 V，Jcorr為7.972×10-8A/cm，RC為2.103×105Ω·cm2，CC為1.646×10-8 F/cm2。
　　2.納米TiO2微粒作為添加劑，以苯胺和吡咯單體為聚合原料，以APS為氧化劑，采用化學(xué)氧化聚合法，制備了PANI/PY/TiO2。通過FT-IR、SEM和XRD等現(xiàn)代測(cè)試手段對(duì)其進(jìn)行了分析表征。并將其作為導(dǎo)電填料，添加到EP清漆中，用Tafel極化曲線法、OCP時(shí)效分析和EIS阻抗譜對(duì)PAN

4、I/PY/TiO2+EP涂層對(duì)低碳鋼材料的防腐蝕性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)TiO2含量占聚合單體總量的30％時(shí)，復(fù)合物的防腐蝕性能最強(qiáng)，較PANI，PANI/PY顯示出更好的金屬保護(hù)能力。
　　3.以苯胺（aniline）和吡咯（pyrrole）為電聚合單體，采用CV法在不銹鋼電極表面電沉積出PANI/PY/TiO2導(dǎo)電共聚物/無機(jī)復(fù)合薄膜。采用CV、SEM和FT-IR等測(cè)試手段對(duì)其電聚合過程、微觀結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。同時(shí)

5、通過Tafel極化曲線法、EIS電化學(xué)阻抗譜對(duì)PAN I/P Y/TiO2薄膜在腐蝕介質(zhì)中的耐腐蝕性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，TiO2的添加提高了導(dǎo)電聚合物薄膜的陽極保護(hù)和抑制腐蝕反應(yīng)中電荷轉(zhuǎn)移的能力，使PANI/PY/TiO2復(fù)合薄膜的金屬保護(hù)能力明顯優(yōu)于 PANI和 PANI/PY薄膜。當(dāng)TiO2含量為1:60，質(zhì)子酸濃度為1mol/L，掃描次數(shù)為10次，掃描速率為40mV/S，掃描上限為1.2V，聚合單體比例AN:PY=2:1時(shí)，合

6、成的復(fù)合薄膜的耐蝕能力最佳。
　　4.為了提高導(dǎo)電共聚物的耐腐蝕性質(zhì)，該實(shí)驗(yàn)以吡咯單體為共聚改性劑，通過插層聚合的方法制備了導(dǎo)電共聚物/MMT復(fù)合材料。經(jīng)FT-IR、XRD、SEM等現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)表征表明，導(dǎo)電共聚物已成功插層到MMT層間，被剝離的MMT碎片均勻分散于導(dǎo)電共聚物中最大剝離量為9%wt；以3.5%氯化鈉水溶液模擬海水，用電化學(xué)工作站測(cè)定以該復(fù)合材料為功能成分的EP涂層對(duì)馬口鐵基材的耐腐蝕性能，Tafel極化曲線和E