苯胺—吡咯共聚物復合材料的制備、表征及其防腐蝕性能.pdf

1、近些年來，導電聚合物型耐腐蝕復合材料的開發(fā)和應用已成為金屬腐蝕與防護領域新的熱點，為制造出防腐性能強、綠色無污染、多功能和廉價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電共聚物/無機復合材料，以其為導電填料制備了耐腐蝕涂層，同時闡述了耐腐蝕涂層的腐蝕現(xiàn)象和原理。主要工作內容如下：
　　1.在磺基水楊酸（SSA）的酸體系中，以過硫酸銨(APS)為氧化劑，采用化學氧化聚合法，調整聚合單體配比，制備了SSA摻雜的苯胺/吡

2、咯導電共聚物（PANI/PY-SSA），通過 FT-IR，SEM和XRD等測試手段對其分子結構、微觀結構和有序化程度進行了表征。同時，將該導電共聚物加入到環(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對低合金鋼材料的防腐蝕性能。結果表明，PY共聚改性明顯提高了聚苯胺對金屬的保護能力，且當聚合單體配比n(AN):n(PY)=3:7時，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，采用化學氧化聚合法，制備了PANI/PY/TiO2。通過FT-IR、SEM和XRD等現(xiàn)代測試手段對其進行了分析表征。并將其作為導電填料，添加到EP清漆中，用Tafel極化曲線法、OCP時效分析和EIS阻抗譜對PAN

4、I/PY/TiO2+EP涂層對低碳鋼材料的防腐蝕性能進行了研究。結果表明，當TiO2含量占聚合單體總量的30％時，復合物的防腐蝕性能最強，較PANI，PANI/PY顯示出更好的金屬保護能力。
　　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導電共聚物/無機復合薄膜。采用CV、SEM和FT-IR等測試手段對其電聚合過程、微觀結構和分子結構進行了分析。同時

5、通過Tafel極化曲線法、EIS電化學阻抗譜對PAN I/P Y/TiO2薄膜在腐蝕介質中的耐腐蝕性能進行了研究。結果表明，TiO2的添加提高了導電聚合物薄膜的陽極保護和抑制腐蝕反應中電荷轉移的能力，使PANI/PY/TiO2復合薄膜的金屬保護能力明顯優(yōu)于 PANI和 PANI/PY薄膜。當TiO2含量為1:60，質子酸濃度為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，合

6、成的復合薄膜的耐蝕能力最佳。
　　4.為了提高導電共聚物的耐腐蝕性質，該實驗以吡咯單體為共聚改性劑，通過插層聚合的方法制備了導電共聚物/MMT復合材料。經FT-IR、XRD、SEM等現(xiàn)代材料測試技術表征表明，導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，用電化學工作站測定以該復合材料為功能成分的EP涂層對馬口鐵基材的耐腐蝕性能，Tafel極化曲線和E