陰極電泳涂料憑借其獨特的外加電場的沉積方式,在不破壞金屬基材的同時,能夠在基材表面制得平整、可控、均一和高附著力的涂層,因此已經(jīng)成為金屬防護涂層領(lǐng)域的研究熱點。隨著金屬器件的發(fā)展,制備更高防腐蝕性能的陰極電泳涂料是十分有意義的。在眾多提升涂層耐腐蝕性的方法中,聚苯胺及其衍生物憑借其獨特的電活性、更好的環(huán)境穩(wěn)定性、較低的生產(chǎn)成本等優(yōu)點,成為金屬防腐材料領(lǐng)域的研究重點,相關(guān)成果不勝枚舉。將陰極電泳涂料與聚苯胺及其衍生物的優(yōu)勢相結(jié)合,制備更高性能的防腐涂料具有重大意義。但是,陰極電泳涂料在施工過程中,由于水的電解,被涂物附近區(qū)域pH較高會驅(qū)使聚苯胺及其衍生物去摻雜從而失去電活性,限制了聚苯胺及其衍生物在其中的應用。為解決高pH環(huán)境下聚苯胺去摻雜電活性降低這一問題,采用導電材料碳納米管對聚苯胺進行摻雜是一種有效的方法。碳納米管表面的π鍵能夠與聚苯胺的共軛結(jié)構(gòu)之間進行電子轉(zhuǎn)移,從而維持聚苯胺在高pH條件下的電活性。此外,采用具有與聚苯胺相似電活性,但分子量更低、結(jié)構(gòu)更加明確的苯胺低聚物,更有助于提升分散性、研究涂層抗腐蝕行為。因此,本文通過碳納米管對苯胺四聚體的摻雜作用,制備了高pH適用性的電活... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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聚苯胺形態(tài)的轉(zhuǎn)換[43]

第一章緒論7圖1-3聚苯胺形態(tài)的轉(zhuǎn)換[43]Figure1-3Polyanilineformconversion[43]1.3.2.1基于質(zhì)子酸摻雜PANI的質(zhì)子酸摻雜是一種分子內(nèi)的氧化還原反應，根據(jù)景遐斌[44]等提出的“四環(huán)苯醌變體”模型以及Liao等[45]的綜述，其機理如圖1-4所示。首先，質(zhì)子化反應在醌二亞胺單元的N原子上發(fā)生。其次，得到電子的醌二亞胺單元發(fā)生還原反應，并通過分子內(nèi)變化轉(zhuǎn)移形成苯二胺自由基陽離子。N原子的電荷離域到鄰近的苯環(huán)與N原子共軛。PANI的氧化還原過程涉及酸性條件下的摻雜與去摻雜，因此考慮使PANI在高pH環(huán)境下也能獲得質(zhì)子，使其能夠完成氧化還原過程對于提升PANI的電活性以及拓寬使用范圍不失為一種可行的方案。圖1-4質(zhì)子酸對PANI的摻雜機理[45]Figure1-4ProtonicacidsdopingmechanismforPANI[45]（1）自摻雜聚苯胺自摻雜聚苯胺在其結(jié)構(gòu)中接枝一個可電離的且?guī)ж撾姾傻墓倌軋F（常采用磺酸基

復合材料在pH=9時依然具有電活性，而純的PANI在pH=4時便失去電活性，且導電性也大大增加。1.3.3聚苯胺在防腐領(lǐng)域的應用自DeBerry[52]于1985年提出的PANI對金屬的保護作用以來，諸多學者對PANI及其相關(guān)防腐涂層進行了大量的研究。并使用了不同的方式將PANI制備成防腐涂層或引入防腐涂層中。1.3.3.1單一聚苯胺涂層Gao等[53]通過電聚合在不銹鋼（304SS）上合成了磷鉬酸摻雜的聚苯胺（PANI）防腐涂層。選用磷酸去摻雜和磷鉬酸重摻雜的工藝使得PANI涂層直接快速地沉積在304SS上，并沒有任何殘留的氧化劑雜質(zhì)，制備過程如圖1-5所示。通過電化學技術(shù)在1MH2SO4溶液中評估了涂層的耐腐蝕性，發(fā)現(xiàn)磷鉬酸摻雜能夠有效增強涂層的耐腐蝕性。Mrad等[54]也通過類似的方法在AA2024-T3鋁合金表面制備PANI防腐涂層。并對電聚合參數(shù)進行研究，發(fā)現(xiàn)控制沉積條件為1VSCE和17min所得的涂層在0.5MNaCl溶液中具有最好的防護能力。圖1-5磷鉬酸摻雜PANI涂層制備示意圖[53]Figure1-5SchematicdiagramofpreparationofphosphomolybdicaciddopedPANIcoating[53]1.3.3.2聚苯胺/聚合物涂層一般來講純的PANI涂層雖然擁有較好的電活性，但是因為其溶解性不佳、分子鏈較為剛性，不易直接的在金屬表面成膜。因此將PANI加入聚合物中，或改性后加入聚合物中，制備含PANI組份的涂料引起了諸多關(guān)注。Qiu等[55]通過苯胺與2-氨基苯磺酸的共聚反應，合成了平均直徑為45nm，長度為750nm的自摻雜聚苯胺纖維（SPANi），合成過程如。所得的纖維具有較好的水溶性、優(yōu)異的電導率以及可逆的氧化還原活性，適合用作水性防腐涂料的腐蝕抑制劑。其極化曲線和電化學阻抗譜證明，與純水性環(huán)氧涂料相比，所制的SPANi/水性環(huán)氧復合涂料能夠顯著提升基材的耐腐蝕性。這種耐腐蝕性的提

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