电镀锌钢板上电聚合有机膜的研究

摘要

电镀锌钢板应用广泛，但是目前大量采用的是铬酸盐钝化，含有致癌物质，对人体和环境有严重危害，因此必须寻找一种新的钝化方法来取代铬酸盐钝化。研究发现电聚合有机膜具有良好的应用前景。 本文首次采用硅烷偶联剂对聚苯胺进行化学改性来提高其耐蚀性。在讨论了硅烷偶联剂水解与缩合机理的基础上，采用正交实验法确定了水解溶剂、水解时间、溶液浓度、pH值等工艺参数。采用水解后的硅烷偶联剂(γ-APS，KH-560)对阳极氧化聚合的聚苯胺膜进行改性，γ-APS与Zn基底作用，减少了Zn的溶解，并且硅醇基在聚苯胺膜中脱水缩合，提高了聚苯膜的致密性，增强了其耐蚀性能。KH-560中的环氧基团对聚合膜有亲和作用，作为膜封孔剂提高了膜层的耐蚀性能。耐蚀性测试表明两者耐蚀性均接近铬酸盐钝化膜，具有较强的实用性。 电聚合研究表明，控制一定的电聚合条件以及硅烷处理条件，可以在电镀锌钢板表面得到均匀致密的改性聚苯胺膜。本文研究了在循环伏安法、恒电位法和恒电流法三种不同方法下苯胺的电聚合过程，并探讨其不同的电聚合机理。同时，红外和XPS光谱测试结果表明，制备聚苯胺膜中掺杂了一定量的水杨酸根离子，经过γ-APS改性的聚苯胺膜的氧化度为64～74％，掺杂度为11～17％。经过KH-560改性的聚苯胺膜的氧化度为53％，掺杂度为11％。未改性聚苯胺膜的掺杂度则在16～21％不等。 本文采用阴极还原法聚合二乙烯基吡啶，研究循环伏安法、恒电位法和恒电流法三种不同方法下的电聚合过程，探讨其电聚合机理，发现采用循环伏安法聚合效果最好，并得出其最佳扫描速度。采用三乙醇胺抑制氢气的析出，提高了膜层的耐蚀性，从腐蚀试验测试结果可以发现聚二乙烯基吡啶膜的耐蚀性超过铬酸盐钝化膜。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

第二章实验内容和方法

第三章硅烷对聚苯胺的化学改性

第四章电聚合二乙烯基吡啶膜

第五章全文总结及延伸课题研究

参考文献

附录

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文和专利

致谢