电力接地网防腐涂料的制备及其性能研究

摘要

电力接地装置的有序运行，是保证电力系统和人身安全的必然要求。接地装置的防腐研究是一个涉及国家电网安全的重大项目。接地装置遍布整个电站，又是隐蔽工程，一旦出现短路，会导致接地网的破坏，造成高压窜入二次电路，扩大事故的发展。随着电力事业的迅速发展，电网公司对接地安全更加重视，腐蚀问题是接地网存在的最大安全隐患，如何合理安全的解决接地网腐蚀问题，是我国电网建设一个急待解决的难题。
　　为研究聚苯胺涂料在接地网防腐蚀技术中的应用，采用化学聚合法制备了盐酸掺杂的聚苯胺(PANI-Cl)和木质素磺酸掺杂的聚苯胺(PANI-LGS)，使用FTIR、UV-Vis、DSC、电导率和溶解度测试对两种聚苯胺进行了研究，结果表明：两种合成产物均为聚苯胺，且木质素磺酸进行了有效的掺杂，PANI-LGS水溶性和导电性较好，其热分解温度为344.2 ℃；采用循环伏安法在碳钢电极表面聚合聚苯胺涂层，聚合溶液为：0.3mol·L-1草酸+0.1mol·L-1苯胺，同时制备了钨酸掺杂的聚苯胺(PANI-WO42-)涂层和钼酸掺杂的聚苯胺(PANI-MoO42-)涂层。
　　将合成的PANI-LGS和PANI-Cl分别与环氧树脂共混制备出五种不同的防腐涂料，通过OCP、Tafel和EIS实验，研究涂料在土壤模拟液中对碳钢的防腐蚀性能，结果表明，1％PANI-LGS的防腐蚀性能最优，与环氧树脂涂料同时段的阻抗值相比高1-2个数量级，浸泡1120h后，|Z|0.01HZ仍高达3.497×107ohm·cm2。
　　研究了电化学法聚合PANI、PANI-WO42-和PANI-MoO42-涂层对碳钢的防腐蚀性能。结果表明，聚苯胺涂层对碳钢有腐蚀防护作用，PANI-WO42-和PANI-MoO42-涂层防腐蚀性能远优于PANI涂层，其中PANI-MoO42-涂层防腐蚀性能最优，这是由于钼酸的掺杂不仅提高了电极表面钝化膜的性能，还增加了聚苯胺涂层的致密性和稳定性。
　　使用密度泛函理论，在B3LY/6-31g(d)条件下对聚苯胺和木质素磺酸进行了量子化学计算，结合实验和量子化学计算结果，建立了聚苯胺涂料可能的防腐蚀机理模型。

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第一章 绪论

1.1 电力接地网的腐蚀防护

1.2 聚苯胺

1.3 聚苯胺涂料及其防腐蚀机理

1.4 本文研究的意义和内容

第二章 聚苯胺的制备及性能研究

2.1实验药品及仪器

2.2 聚苯胺的制备及性能测试

2.3 电化学聚合法制备聚苯胺研究

2.4 本章小结

第三章 化学聚合聚苯胺涂料的防腐蚀性能研究

3.1 实验部分

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

第四章 电化学聚合聚苯胺涂层的防腐蚀性能研究

4.1 实验部分

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 聚苯胺涂料的防腐蚀机理分析

5.1 量子化学计算

5.2 化学聚合聚苯胺涂料防腐蚀机理探讨

5.3 电化学聚合聚苯胺涂料防腐蚀机理探讨

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A（攻读学位期间发表论文目录）

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