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聚苯胺微纳米结构的制备及其在防腐蚀技术中的应用研究

邓俊英  
【摘要】: 本论文研究了最具有应用前景的导电聚合物—聚苯胺在防腐蚀技术中的应用。根据需求设计合成条件,得到目标产物聚苯胺。分别考察了不同条件下制备出的聚苯胺在缓蚀剂和涂层中的应用。探讨了聚苯胺缓蚀剂的缓蚀机理,分析了聚苯胺涂层浸泡过程的阻抗谱特征。 以过硫酸铵做氧化剂,选用具有一定缓蚀功能和大分子结构的羧甲基壳聚糖作为掺杂酸,得到了具有一定水溶性的聚苯胺微米小球和微纳米纤维;将掺杂酸改为聚苯乙烯磺酸,进一步提高了产物聚苯胺的水溶性;改变氧化剂的种类,选用氧化电位较低的三氯化铁做氧化剂,得到了具有纳米尺寸的聚苯胺纤维。 将羧甲基壳聚糖掺杂聚苯胺作为缓蚀剂添加到0.5M盐酸溶液中。分别通过失重实验,多种电化学实验和量化计算等手段测试了聚苯胺在盐酸溶液中的缓蚀效率,探讨了缓蚀机理。结果发现,与一般有机缓蚀剂相比,少量的聚苯胺就可以有效的降低碳钢在盐酸溶液中的腐蚀。 使用聚苯乙烯磺酸(PSSA)作为掺杂酸得到的水溶性聚苯胺对水性环氧树脂进行改性。盐雾试验加速腐蚀后,通过极化曲线和交流阻抗测试发现,添加少量的聚苯胺就可以有效的提高涂层的防腐蚀性能。 将三氯化铁作为氧化剂制备出的纳米尺寸的聚苯胺纤维对环氧树脂涂层进行改性。分别将3%和7%聚苯胺改性的环氧涂层与空白环氧涂层的防腐蚀性能进行了对比。通过交流阻抗对各涂层的浸泡过程进行了分析和对比。分析了涂层金属开路电位,阻抗谱图形状,以及采用相应的等效电路解析的阻抗谱参数随浸泡时间的变化。结果发现聚苯胺的加入促进了电极表面金属氧化膜的生成,从而提高了涂层的防护性能。


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