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聚苯胺导静电防腐涂料的研究

师杰  
【摘要】:由于金属腐蚀造成的损失巨大,而涂料是对金属防护的重要手段,所以防腐涂料的研究一直是金属防护和涂料工业中的重要课题之一。另一方面,随着我国石油化工的快速发展,石油运输管道与储油罐的用量也在不断增加,油品和其携带的杂质都可能引起管道及储罐产生腐蚀,并且石油在储存与运输过程中会产生大量的静电积累从而可能引起火灾、爆炸等事故危害。因此研究一种具有防腐性又兼具导静电性的绿色涂料成为必要。而聚苯胺具有高的化学稳定性,特殊的掺杂机制和防腐机理,使其在涂料研究中成为最有希望的应用领域。 本文首先采用化学氧化法制备了HCl掺杂的聚苯胺(HC1-PANI),分析了氧化剂浓度,体系酸度和合成温度对聚合产物形貌和电导率的影响,并最终确定最佳的合成工艺条件:反映温度温度8℃;APS:An 0.8:1;体系酸度1.5mol/L。此时,得到的一次掺杂聚苯胺的电导率最高,达到0.94 S.cm-1。 通过掺杂—脱掺杂—再掺杂的路线合成了十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺。利用FTIR、四探针电阻测试仪、SEM等仪器对产物进行了分析和表征。结果表明:DBSA-PANI的电导率和溶解性相对于HCl-PANI都有了明显的提高。而且经SEM检测生成的DBSA-PANI的纳米纤维棒状的结构比HCl-PANI的更加均匀和有序。DBSA-PANI电导率最高达到1.21S.cm-1,在NMP中的溶解度达到24%。 以DBSA-PANI为涂层的导电填料,E-44作为成膜物,在溶剂和助剂作用下共混制备聚苯胺防腐导电涂料。根据单因素实验分析设计正交实验,并对导电性,耐酸性,耐碱性指标分别进行了正交分析。经极差研究找出各指标中的各因素主次、水平优劣,综合考虑后确定涂料防腐性和导静电性的最佳配方为:聚苯胺含量20%,A/B 10:3,溶剂40%,分散剂0.6%,流平剂0.8%。 DBSA-PANI作为导电填料与丙烯酸清漆共混制备聚苯胺/丙烯酸清漆涂料,研究了聚苯胺含量对涂层导电性、耐化学介质性和物理性能的影响。


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