还原态与掺杂聚苯胺的制备及其防腐蚀性能研究

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1、中南大学硕士学位论文还原态与掺杂聚苯胺的制备及其防腐蚀性能研究姓名：王治安申请学位级别：硕士专业：有机化学指导教师：黄可龙20070520硕士学位论文摘要导电高分子聚苯胺(VANI)厌I在众多共扼导电聚合物中性质稳定，具有独特的掺杂机制和优异电化学性能而极具研究价值，尤其在腐蚀领域中具有很好的前景。本文首先通过改进合成条件的化学氧化法合成了聚苯胺，经氨水脱掺杂获得本征态聚苯胺(PANI)，再经盐酸、对甲苯磺酸(TSA)、和十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂，分别获得到质子酸掺杂的聚苯胺样品，然后在N，N_二甲基甲酰胺中，利用苯肼，在N2氛围下还原本征态聚苯胺得到还原态的聚苯胺。借助扫

2、描电镜、元素分析、紫外可见光谱和红外光谱对它们进行了表征，比较了室温下样品的电导率和在有机溶剂中的溶解率。结果表明，还原本征态聚苯胺破坏了聚苯胺链中的醌二亚胺的共轭结构，电导率和溶解性能均下降；质子酸掺杂本征态聚苯胺后分子链上的电荷离域程度增加，有利于电子流动，从而提高其电导率。有机质子酸掺杂本征态聚苯胺后反离子可悬挂在聚苯胺的侧链，从而起到接枝增溶作用。其中以对阴离子较大的DBSA掺杂聚苯胺的溶解性和导电性最好。按照一定配方制得还原态聚苯胺／环氧树脂涂料，通过旋转涂覆于不锈钢表面，通过电子扫描电镜研究了膜层形貌及厚度，利用开路电位时效法、动电位扫描Tafel极化曲线、交流阻抗等

3、电化学方法，考察了在3．5％的NaCI溶液中膜层对不锈钢的防腐蚀性能。结果表明，还原态聚苯胺涂层可以使不锈钢的自腐蚀电位升高142mV，腐蚀电流降低了10倍。还原态聚苯胺可以使不锈钢表面钝化，形成长效保护，且比本征态聚苯胺有更好的防腐蚀效果。以羟基丙烯酸树脂乳液为成膜物质与制备的掺杂态聚苯胺共混，制得掺杂态聚苯胺／羟基丙烯酸树脂涂料，通过旋转涂覆于金属镁表面，通过电子扫描电镜研究了膜层形貌及厚度，利用开路电位时效法、动电位扫描Tafel极化曲线、交流阻抗等电化学方法，考察了在3．5％的NaCl溶液中膜层对不锈钢的防腐蚀性能，并与本征态聚苯胺作了比较。研究结果表明，掺杂态聚苯胺涂层

4、可以使金属镁的自腐蚀电位升高，腐蚀电流降低，且比本征态聚苯胺有更好的防腐蚀效果。这其中又以对阴离子尺寸较大的十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺效果最好。硕十学位论文关键词还原态聚苯胺，掺杂聚苯胺，防腐蚀Ⅱ硕十学位论文ABSTRACTAmongmanyconductingpolymers，aspolyanilinehaslotsofexcellentcharacteristicssuperiortothoseofothers，itwaschosentobetheobjectiveofthecorrosionresearch．Atfir丸polyanilinewassynthesizedbyt

5、heimprovedchemicaloxidationtechnique，then,PANI／HCI，PANI／TSAandPANI／DBSAwereobtainedbydopingemeraldine(EB)withHCI，4-methylbenzenesulfonicacid(TSA)anddodecylbenzenesulfonateacid(DBSA)，separately．LeucoemeraldineWasobtainedintheN-dimethylformamidebyusingphenylhydrazinedeoxidizingemeraldineinN2atm

6、osphere．TheresultingpolymerswerecharacterizedbySEM，elementanalysis，UV-visibleandFT-m,investigatedtheconductivityandthesolubilityintheorganicsolventintheroomtemperature．Theresultindicatedthatdeoxidizingemeraldinedestroyedofquinonediamideconjugatestructure，bothoftheconductivityandsolubilitywere

7、reduced．ThechargeWasdelocalizedalongthemolecularchainsafterprotonicaciddoped，whichWasbeneficialtotheelectricconductivity．Thesolubilityofsamplesincreasedbytheorganicprotonicaciddopedpolyanilinebecausethecounter-ionshangedontheanilinesidechainw