聚苯胺的制备及其防腐性能的研究

摘要

传统涂层材料的性质及其工艺往往使其对金属基体的腐蚀防护作用不理想而且有相当一部分涂层因含有有毒物质，在制备和使用过程中造成环境污染。因此开发新型耐腐蚀涂层材料及其绿色制备技术成为金属腐蚀与防护领域的目标之一。聚苯胺以其价格低廉，合成简单，高的化学稳定性和环境稳定性及其独特的掺杂机理成为近年来研究的焦点。聚苯胺作为一种优良的防腐材料逐渐引起重视，而且腐蚀防护可能将成为聚苯胺最有希望的应用领域。 本文首先通过化学氧化法合成了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的聚苯胺(DBSA-PANI)和本征态的聚苯胺(EB)。借助红外光谱对它们进行了表征。然后选择合适的溶剂和涂层基料，要求溶剂既能溶解聚苯胺又能参与生成涂层的反应，涂层基料有较高的附着力。根据以上要求，选择间甲酚作为溶剂，环氧树脂作为涂层基料。 按照一定的配方制得DBSA-PANI/环氧树脂涂料、EB/环氧树脂涂料和磷酸掺杂的聚苯胺(H3PO4-PANI)/环氧树脂涂料，然后分别涂敷于Q235钢的表面，固化后利用恒电位扫描极化曲线的电化学方法，考察了在3.5％NaCl溶液和1mol/L，HCl溶液中涂层对Q235钢的防腐蚀性能，比较了放置时间、聚苯胺含量、腐蚀介质对涂层防腐蚀性能的影响；用划圈法考察了涂层的附着力。 结果显示:DBSA-PANI，EB，H3PO4-PANI涂覆的试样，放置长时间试样的防腐性能高；DBSA-PANI、EB、H3PO4-PANI含量为1％的试样比其各自含量为0.33％试样的防腐性能高；以上三种试样，除DBSA-PANI含量为1％的试样在1mol/LHCI溶液中的防腐性能比在3.5％NaCl溶液中的防腐性能高外，其它试样在3.5％NaC1溶液中的防腐性比1 mol/L HCl溶液中的防腐性能高。涂层试样无论是3.5％NaCl溶液还是1 mol/L HCl溶液都具有一定的防腐性能，达到耐蚀性十级标准的7级(尚耐蚀)以上；达三级标准的2级(可用)以上。附着力达到2级。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章综述

1.1金属腐蚀及防护的意义

1.2聚苯胺的简介

1.2.1.聚苯胺的结构

1.2.2聚苯胺的掺杂、自掺杂、二次掺杂

1.2.3聚苯胺的合成方法

1.2.4 PANI存在的问题

1.2.5 可溶性导电聚苯胺的合成

1.3聚苯胺防腐涂层

1.3.1聚苯胺防腐涂层的研究

1.3.2聚苯胺的防腐机理

1.3.3聚苯胺的防腐的特性

1.3.4聚苯胺防腐性能的影响因素

1.3.5聚苯胺在防腐领域的实际应用和前景

1.4本课题研究思路

第二章DBSA-PANI及其涂层的制备和防腐性能的研究

2.1实验部分

2.1.1 DBSA-PANI的制备及其涂层的制备

2.1.2性能测试与表征方法

2.2结果与讨论

2.2.1 DBSA-PANI的红外分析

2.2.2 DBSA-PANI产率

2.2.3 DBSA-PANI溶解性能

2.2.4 DBSA-PANI／环氧树脂涂层的极化曲线分析

2.2.5 DBSA-PANI／环氧树脂涂层试样腐蚀速度

2.2.6 DBSA-PANI／环氧树脂涂层附着力

2.3小结

第三章EB及其涂层制各和防腐性能研究

3.1实验部分

3.1.1 EB及其涂层的制备

3.1.2性能测试与表征方法

3.2结果与讨论

3.2.1 EB的红外分析

3.2.2 EB的产率

3.2.3 EB溶解性能

3.2.4 EB／环氧树脂涂层极化曲线分析

3.2.5 EB／环氧树脂涂层试样的腐蚀速度

3.2.6 EB／环氧树脂涂层的附着力

3.3小结

第四章H3PO4-PANI涂层的制备及其防腐性能研究

4.1实验部分

4.1.1 H3PO4-PANI涂层的制备

4.1.2性能测试

4.2结果与讨论

4.2.1HaPO4-PANI／环氧树脂防腐涂层极化曲线的分析

4.2.2 H3PO4-PANI／环氧树脂涂层试样腐蚀速度

4.2.3 H3PO4-PANI/环氧树脂涂层附着力

4.3小结

第五章结论

参考文献

附录

致谢

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