聚苯胺作為一種導電高分子材料,因優(yōu)異的防腐蝕性能和抗劃傷性能,在金屬防腐領域有較好的應用前景。但聚苯胺因分子鏈間的剛性結構和分子間的相互作用,存在難溶的缺陷,使其防腐性能的應用受到限制。本文通過改進合成聚苯胺的工藝,制備出在水性醇酸樹脂防腐涂料中均勻分散的聚苯胺,研究聚苯胺的防腐效果。采用單體式滴加微乳液法制備酸摻雜聚苯胺微乳液,經氨水脫摻雜處理后得到本征態(tài)聚苯胺微乳液。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)和熱重分析(TGA)表征聚苯胺的性能,磷酸摻雜聚苯胺及其脫摻雜得到的本征態(tài)聚苯胺的顆粒尺寸均為納米級、無團聚、分布均勻,本征態(tài)聚苯胺的熱穩(wěn)定性最好。選用水性醇酸樹脂為成膜物質,加入一定量的顏填料和助劑,制做水性醇酸樹脂防腐涂料。涂層具有硬度為H,附著力為1級,耐沖擊性為50 cm和柔韌性不大于2 mm的性能。該涂層在水中浸泡500 h后表面無起泡、無銹蝕;在3.5%的NaCl溶液浸泡240h表面光滑平整;耐鹽霧試驗168 h后劃痕處單邊擴蝕小于2 mm。分別添加不同量不同種類的聚苯胺水分散體到水性醇酸樹脂防腐涂料中,通過耐水性、耐鹽水(3.5%的NaCl溶液)性和耐鹽霧性測試涂層的防腐性能。結果表明:含有固含量為0.4%十二烷基苯磺酸摻雜態(tài)聚苯胺的涂層和含有固含量為0.4%磷酸摻雜態(tài)聚苯胺的涂層都有良好的防腐性能,均能達到耐水性720 h、耐鹽水性500 h和耐鹽霧性360 h。在3.5%的NaCl溶液中浸泡240 h后的涂層動電位極化曲線檢測表明:含有固含量為0.4%磷酸摻雜聚苯胺的涂層具有最佳的防腐蝕性能。本文選取的市售水性醇酸樹脂防腐涂層與含固含量為0.4%磷酸摻雜聚苯胺的涂層在3.5%的NaCl溶液中浸泡240 h和600 h后的動電位極化曲線可知,含固含量為0.4%磷酸摻雜聚苯胺的涂層具有最佳的防腐蝕性能。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ637
【部分圖文】：

圖 1.1 聚苯胺的摻雜結構（極化子晶格模型）王佛松等人在鹽酸摻雜聚苯胺與氨水脫摻雜研究中發(fā)現聚苯胺的拉曼光譜、紅外光譜等發(fā)生可逆變化。摻雜聚苯胺的結構也出現改變，亞胺上氮原子被質子化后出現的正電荷離域到鄰近的芳環(huán)上，芳環(huán)上的一部分正電荷從苯環(huán)遷移至醌環(huán)，他們將這種聚苯胺結構稱為四環(huán)苯醌變體模型[28,30]。該模型表示一個重復單元存在三種共四個芳環(huán)（2B1＇、B2＇和 Q＇），見圖 1.2 所示。

圖 1.2 聚苯胺的摻雜結構（四環(huán)苯醌變體模型）聚苯胺的摻雜方法主要包括：（1）質子酸摻雜一般導電高分子摻雜和質子酸摻雜聚苯胺的實質有根本性的區(qū)別，前者通過主鏈子的得失進行。與前者相比，后者沒有改變主鏈上的電子數目，將質子酸中的質子到聚苯胺主鏈上，同時摻雜酸上的陰離子也進入聚苯胺鏈。摻雜過程中，首先把亞原子質子化，摻雜處的價帶上出現空穴，稱為 p 型摻雜，亞胺氮原子上出現的正電過共軛作用沿分子鏈移至鄰近原子上。根據摻雜酸的種類分為無機酸摻雜和有機酸[31-32]。（2）化學氧化還原摻雜化學氧化還原摻雜是把含有氧化性或者還原性的物質摻入到共軛高分子聚合物生氧化還原反應的過程。一般含有共軛結構的高分子聚合物中π電子不僅存在較低

圖 2.1 聚苯胺合成工藝與表征圖2.2.2 聚苯胺與水性醇酸樹脂復合防腐涂料制備流程為了改善聚苯胺在水性醇酸樹脂防腐涂料的分散性，將合成的聚苯胺微乳液通過乳洗滌、干燥、研磨后分散在一定的去離子水當中，配成具有一定固含量的聚苯胺水散體，制做聚苯胺與水性醇酸樹脂復合防腐涂料，其制備的技術路線見圖 2.2 所示。
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本文編號：2875883