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不锈钢表面导电聚苯胺膜的制备与性能研究

白春钰  
【摘要】: 在导电聚合物中,聚苯胺由于其单体价格低廉、制备方法简单、导电性能良好、掺杂机理独特、稳定性良好等优点而备受人们的关注,被认为是最有发展前景的一种导电聚合物。其应用前景十分广阔,特别是在金属腐蚀防护方面的应用,己经成为当今研究的热点。近年来,国内外已经有很多关于在不锈钢表面合成导电聚苯胺膜的研究报道,但主要集中在电化学方法上。最近,人们对原位聚合沉积技术产生了兴趣,该方法不需要特殊设备、操作简单、膜厚可控。原则上,几乎任何基体的表面都可以通过原位聚合涂覆聚苯胺膜。用此方法在玻璃、纤维织物、高聚物等的表面合成导电聚苯胺膜已有很多研究报道,但在金属表面合成导电聚苯胺膜的研究还未见报道。基于此原因,本论文使用原位聚合法和恒电位聚合法两种方法在不锈钢表面合成导电聚苯胺膜,并进行了以下研究: (1)用两种方法在不锈钢表面合成导电聚苯胺膜,并获得最佳合成工艺条件。 (2)通过化学腐蚀试验、阳极极化曲线和电化学阻抗谱测试研究了不锈钢表面导电聚苯胺膜的耐腐蚀性能,并探讨了合成条件对耐腐蚀性能的影响,测试结果表明聚苯胺膜对不锈钢的耐腐蚀性能有很大提高。 (3)研究了合成条件对聚苯胺膜导电性的影响,结果表明各个合成条件对聚苯胺膜的导电性均有较大影响。 (4)通过FTIR分析了导电聚苯胺膜的官能团构成与对应结构;通过XRD分析结果表明,导电聚苯胺膜具有一定的结晶性。 (5)通过SEM观测了导电聚苯胺膜的微观形貌,结果表明两种方法合成的导电聚苯胺膜主要由颗粒状物质堆积而成。通过EDS分析结果表明SO42-掺杂进了聚苯胺链,并且掺杂态的聚苯胺很有可能使得不锈钢表面形成了氧化物膜。 (6)探讨了不锈钢表面导电聚苯胺膜的形成机理和耐腐蚀机理。


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