不同酸摻雜聚苯胺—環(huán)氧涂層對幾種金屬防腐性能的影響.pdf

1、本文選用化學氧化法合成本征態(tài)聚苯胺及鹽酸摻雜、樟腦磺酸摻雜及氫氟酸摻雜聚苯胺，并用FTIR、XRD及四探針方法對合成的聚苯胺粉末進行表征。結(jié)果表明，通過化學氧化法成功合成了本征態(tài)聚苯胺及酸摻雜態(tài)聚苯胺，酸的主要摻雜部位在醌式結(jié)構(gòu)的氮原子上；經(jīng)過酸摻雜后，提高了聚苯胺的結(jié)晶度和電導率，其中氫氟酸摻雜聚苯胺的電導率較高。
　　 將合成的聚苯胺粉末添加在環(huán)氧樹脂中，在碳鋼、純鋁及鋁合金、鎂合金表面制備成涂層，在3.5％NaCl溶液中用

2、EIS研究聚苯胺涂層對幾種金屬的防護性能，用LEIS研究帶缺陷的聚苯胺涂層的防護性能。對浸泡后涂層下的金屬進行宏觀及SEM觀察，研究發(fā)現(xiàn)：
　　 (1)碳鋼表面的環(huán)氧清漆涂層在浸泡100天后，阻抗值降低至106Ω·cm2以下，涂層失去了保護作用。而在浸泡175天后，本征態(tài)聚苯胺涂層的阻抗值在107Ω·cm2，酸摻雜聚苯胺涂層的阻抗值仍在108Ω·cm2，表明涂層仍有較好的防護作用。其中樟腦磺酸摻雜聚苯胺涂層的阻抗值略高于其它涂層

3、的。經(jīng)過400天浸泡后，環(huán)氧清漆涂層下的碳鋼發(fā)生了非常嚴重的腐蝕，并有大量的疏松的產(chǎn)物形成，酸摻雜聚苯胺涂層下的碳鋼表面發(fā)生了絲狀腐蝕，但在腐蝕處形成了一層致密的、連續(xù)的產(chǎn)物膜。
　　 (2)純鋁及鋁合金表面的環(huán)氧清漆涂層分別在浸泡100天和30天后，涂層的阻抗值降低到107Ω·cm2，而此時在兩金屬基體上的本征態(tài)聚苯胺涂層阻抗值仍大于108Ω·cm2。在浸泡215天后，在純鋁及鋁合金表面的酸摻雜聚苯胺涂層阻抗值仍維持在108Ω

4、·cm2～109Ω·cm2，表明涂層對純鋁及鋁合金有較好的防護作用，其中氫氟酸摻雜聚苯胺涂層的阻抗值略高于其它涂層的。此外鋁合金表面帶缺陷的氫氟酸摻雜聚苯胺涂層的阻抗值在浸泡過程中一直高于帶缺陷的清漆及本征態(tài)聚苯胺涂層的。
　　 (3)鎂合金表面的環(huán)氧清漆涂層在浸泡42天后，涂層的阻抗值就降低到106Ω·cm2，失去了保護作用。而浸泡400天后，本征態(tài)聚苯胺涂層的阻抗值仍在107Ω·cm2，而酸摻雜聚苯胺涂層的阻抗值仍在108Ω

5、·cm2，表明對鎂合金仍有較好的防護作用。其中氫氟酸摻雜聚苯胺涂層的阻抗值略高于其它涂層的。酸摻雜聚苯胺涂層下的鎂合金表面形成一層非常致密、連續(xù)的產(chǎn)物膜。鎂合金合金表面帶缺陷的氫氟酸摻雜聚苯胺涂層的阻抗值在浸泡過程中一直高于帶缺陷的清漆涂層的。
　　 通過原位插層聚合法合成的聚苯胺/有機蒙脫土復合粉末延長了溶液的擴散通道，提高了涂層對侵蝕性離子的屏蔽作用，可以進一步提高聚苯胺涂層的防護性能。
　　 通過綜合對涂層的DSC

6、測試、截面的SEM觀察，以及聚苯胺涂層在有氧和除氧條件下的EIS測試，并對腐蝕產(chǎn)物膜進行EDS及XPS分析，得出聚苯胺的防護機理為：
　　 (1)聚苯胺的加入提高了涂層的交聯(lián)密度，在環(huán)氧涂層中具有良好的分散性，提高了涂層的屏蔽性能。
　　 (2)氧氣參與了聚苯胺的氧化還原作用，使金屬表面形成具有保護作用的產(chǎn)物膜。而在無氧條件下聚苯胺涂層的防護性能迅速降低。因此，聚苯胺的氧化還原反應是聚苯胺最主要的防護機理。