导电聚苯胺的腐蚀防护性能研究

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1、太原理。I：人学硕-

2、．：{j】l=究生学位论文导电聚苯胺的腐蚀防护性能研究摘要传统采用的涂层由于受自身材料性质及工艺的限制，其对基体金属的腐蚀防护作用往往不理想，而且有相当一部分涂层因含铅或铬酸盐等有毒物质，在制备工艺过程中存在环境污染的危险。因此，开发新型的高耐蚀涂层材料及其绿色制各技术成为金属腐蚀与防护领域所追求的目标之一。聚苯胺以其成本低，合成简单，高的化学稳定性和环境稳定性，并且通过对其进行质子酸掺杂能从绝缘体转变为导体等性能，成为近年来国内外学者深入研究的焦点。最新研究结果表明，聚苯胺作为

3、一种优良的防腐材料逐渐引起重视，并且成为导电聚苯胺领域最有希望的研究领域。本文利用化学法合成了本征态及各种掺杂态聚苯胺，采川jFT-1R、XRD等仪器对本征态及掺杂态聚苯胺的结构、不同条件下合成聚苯胺的结晶性的变化进行了表征；测量了聚苯胺的导电性，并讨i=仑了不同的合成温度、不同的质子酸掺杂对聚苯胺导电性能的影响：采用动I乜位扫描法(极化曲线)和电化学阻抗谱法研究了聚苯胺涂层后45钢、20SiMn钢在酸性和中性介质中的电化学腐蚀行为。研究结果表明：质子酸掺杂后聚苯胺链中的醌式N原子的振动吸收峰变化显著

4、，向低波数方向移动，而苯环上的特征吸收峰处变化很小，表明掺杂的主要部位发生在醌式N原子上，而不是苯式N原子上。x射线衍射分析表明本征态及掺杂态聚苯胺都具有一定的结晶性，并且合成的温度对产物的结晶性能有一定的影响，温度越低晶化率越高。本实验所合成的掺杂态聚苯胺(DBSA掺杂、SDBS掺杂)的结晶度低于本征态聚太原理工大学硕士研究生学位论文苯胺的结晶度。本征态聚苯胺为绝缘体，经质子酸掺杂后由绝缘体转化为导体。且随着温度的升高，掺杂态聚苯胺的电导率增大。采用小分子质子酸(HCl)虽能获得电导率较高的聚苯胺(

5、达到10S／cm数量级)，但其难溶、难熔。采用大分子功能质子酸(DBSA、SDBS+HCl)掺杂后聚苯胺不但与小分子无机质子酸掺杂的聚苯胺的电导率具有相当的数量级，而且具有良好的溶解性，能溶于丙酮、三氯甲烷等有机溶剂。本征态及掺杂态聚苯胺(DBSA掺杂聚苯胺、SDBS掺杂聚苯胺)涂覆金属试样(45钢、20SiMn钢)的电化学腐蚀测试结果表明涂层后试样的自腐蚀电位正向移动，腐蚀电流密度小于裸样的腐蚀电流密度，极化电阻R。增大，腐蚀速率低于裸样的腐蚀速率，聚苯胺涂层有效地改善了金属试样电化学耐腐蚀性能。本

6、征态聚苯胺涂层在测试过程中出现脱落现象，将试样先磷化处理再涂层后聚苯胺涂层不再脱落且试样的耐蚀性更佳。关键词：聚苯胺，掺杂，电导率，腐蚀防护INVESTIGATIONOFANTI．CORROSIONPROPERTYOFCONDUCTINGPOLYANILINEABSTRACTDuetothelimitofitspropertiesandtechnology,theanti．corrosionpropertyoftheconventionalcoatingtometalisnotveryideal．An

7、dlotsofthecoatingscontainpoisonousmattersthatmaypollutetheenvironment．Sotheexplorationofgreencoatingbecomesoneofthetargetsofthecorrosionprotectionfield．Polyanilinehasattractedmanyresearchgroupsduetoitsspecialpl’opertiessuchasgoodchemicalandenvironmental

8、stability，lowcostanditlSeasytOsynthesizeamongconductingpolymers．Polyanilinehasawiderangeofapplicationsandoneofitsapplicationsiscorrosionprotection．Thenewresearchdisplaysthatthepolyanilinecoating，asakindofnovelanti’corrosionmaterial，isthoughtofanimportan

9、tmaterialuS,moreandmorepeopleanditwillbecomeoneofthemostimportantfieldsofconductivepolyaniline．Inthispaperdopedandundopedpolyanilineweresynthesizedusingchemicalmethod．ByXRDanalysis，thecrystallinestructureofPolyanilnesynthesizedun