超疏水性聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的制備及防腐性能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-06 20:16
本文將超疏水性與聚苯胺本身具有的防腐特性相結(jié)合,制備出一系列具有超疏水性能的聚苯胺,采用傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、紫外-可見分光光度計(jì)(UV-Vis)、X射線衍射儀(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、能譜儀(EDS)和靜態(tài)水接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)所得樣品的結(jié)構(gòu)、形貌、元素組成以及浸潤(rùn)性進(jìn)行了表征與測(cè)試。以環(huán)氧樹脂E-44為基體樹脂,在3.5%NaCl電解質(zhì)溶液中通過電化學(xué)工作站研究了產(chǎn)物疏水性與防腐蝕性能的關(guān)系,并進(jìn)一步利用鹽霧機(jī)對(duì)漆膜樣板的耐鹽霧性進(jìn)行了測(cè)試。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)以過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑,在0.1 mol/L樟腦磺酸(CSA)溶液中,采用化學(xué)氧化聚合法合成了樟腦磺酸摻雜的聚苯胺(PANI-CSA),然后經(jīng)氨水對(duì)其脫摻雜后又制備了本征態(tài)聚苯胺(PANI-EB)。SEM結(jié)果顯示,產(chǎn)物PANI-CSA呈現(xiàn)表面粗糙的無定型態(tài)結(jié)構(gòu),存在一定的團(tuán)聚現(xiàn)象,靜態(tài)水接觸角(CA)為73.4°,表現(xiàn)為親水性;PANI-EB樣品表面相對(duì)光滑,呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)較為致密的塊狀聚集態(tài),CA等于125.8°,表現(xiàn)為疏水性;電化學(xué)工作站與鹽霧機(jī)測(cè)試的結(jié)果顯示,表現(xiàn)為疏水...
【文章來源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PANI-EB與PANI-CSA的SEM形貌圖和水接觸角
圖 2-9 涂層經(jīng)過鹽霧測(cè)試的電子照片F(xiàn)ig. 2-9 Photo of the coating after salt spray testingA 和 PANI-EB 樣品表面亦顯現(xiàn)出不同程度的腐蝕現(xiàn)象,其中未添加聚苯胺馬口鐵板腐蝕情況最為嚴(yán)重;繼續(xù)延長(zhǎng)腐蝕時(shí)間至 240 h 時(shí),可以明顯的看品表面有了比較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象,十字劃痕周邊的腐蝕痕跡擴(kuò)散的最為嚴(yán) 樣品表面也有了比較明顯的腐蝕,但相比于其他樣品,腐蝕在其十字劃痕弱,耐蝕性最好。此外,從圖中也可得出:兩種產(chǎn)物在環(huán)氧樹脂中的添加性能有所提升,且疏水性的 PANI-EB 耐腐蝕性能強(qiáng)于親水性的 PANI-CSA結(jié))本章在 0.1 mol/L 樟腦磺酸溶液中,以過硫酸銨作引發(fā)劑,采用化學(xué)氧化樟腦磺酸摻雜的聚苯胺(PANI-CSA),然后經(jīng)過處理對(duì)其進(jìn)一步脫摻雜,態(tài)聚苯胺(PANI-EB)。通過 FT-IR、UV-Vis、XRD、SEM、EDS 和靜態(tài)水所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌、元素組成以及浸潤(rùn)性進(jìn)行了表征與測(cè)試。結(jié)果表酸摻雜到了聚苯胺結(jié)構(gòu)上,并且經(jīng)過脫摻雜后成功制備了 PANI-EB,
圖 3-4 PANI 與改性 PANI 的 SEM 形貌圖與水接觸角Fig. 3-4 SEM morphology and water contact angle of PANI and modified PANIa—PANI;b—PANI-SDS-3;c—PANI-CTAB-3性劑均有較長(zhǎng)的疏水鏈段,在摻雜聚苯胺的過程中,表面活性劑的親水端朝內(nèi),長(zhǎng)疏水鏈段伸向外部,以至于產(chǎn)物表現(xiàn)為超疏水性。然而由于 CTAB 分子鏈中的疏水鏈段比 SDS更長(zhǎng),因此 PANI-CTAB-3 的疏水性略強(qiáng)于 PANI-SDS-3。由 SEM 圖中明顯可以看出,未經(jīng)表面活性劑改性的 PANI 結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)棒狀和球狀,表面相對(duì)光滑,并且出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。而 PANI-SDS-3 與 PANI-CTAB-3 呈現(xiàn)出比較均一的棒狀結(jié)構(gòu),在其表面有微米級(jí)小凸起,粗糙度較大,這也是它們的潤(rùn)濕性表現(xiàn)為超疏水的原因。因?yàn)榇植诘谋砻鏁?huì)將水滴托起,讓其很難接觸到基體的平面,使水滴與基體的接觸面積減小,潤(rùn)濕基體表面的能力大大降低而使基體表現(xiàn)為超疏水性。3.4.5 EDS 譜圖分析a(a) PANI(b) PANI-SDS-3(c) PANI-CTAB-3CN
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬腐蝕防護(hù)有機(jī)涂層的研究現(xiàn)狀[J]. 郭璐. 廣東化工. 2017(06)
[2]表面活性劑改性超疏水聚苯胺的制備及防腐性能[J]. 徐惠,趙澤婷,劉嘉悅,陳泳,劉健. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(10)
[3]導(dǎo)電聚苯胺的聚合方法及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 賈藝凡,劉朝輝,廖梓珺,王飛,葉圣天,丁逸棟,班國(guó)東,林銳. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2016(01)
[4]石油生產(chǎn)中腐蝕的原因及緩蝕劑的應(yīng)用[J]. 于國(guó)棟,楊梅. 化工管理. 2015(23)
[5]一步法合成聚苯胺/十二烷基苯磺酸鈉超疏水復(fù)合材料(英文)[J]. 宋根萍,夏冬祥. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]聚苯胺/聚吡咯復(fù)合薄膜電極的制備及其超電容和耐腐蝕性[J]. 徐惠,李俊玲,彭振軍,莊君霞,張俊龍. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(10)
[7]超疏水性聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的合成及防腐蝕性能[J]. 邢翠娟,于良民,張志明. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]不同酸摻雜聚苯胺的電化學(xué)聚合及性能[J]. 孫通,李曉霞,郭宇翔,趙紀(jì)金,馬森,趙楠. 化工進(jìn)展. 2013(08)
[9]手性聚苯胺納米纖維的電化學(xué)制備[J]. 翁少煌,周劍章,林仲華,林新華. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)
[10]金屬腐蝕的危害及防護(hù)[J]. 王彩云. 機(jī)械管理開發(fā). 2012(05)
博士論文
[1]金屬基體超疏水表面的制備及其海洋防腐防污功能的研究[D]. 劉濤.中國(guó)海洋大學(xué) 2009
碩士論文
[1]超疏水聚苯胺的制備及其耐腐蝕性能研究[D]. 劉嘉悅.蘭州理工大學(xué) 2016
[2]鋁基超疏水表面的制備與腐蝕防護(hù)性研究[D]. 呂大梅.南昌航空大學(xué) 2015
[3]二次摻雜聚苯胺的合成及其防腐性能的研究[D]. 高婷.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[4]聚苯胺對(duì)鎂合金環(huán)氧防護(hù)涂層耐蝕性能的影響[D]. 張穎君.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[5]聚苯胺耐蝕涂層的研究[D]. 黃輝.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):2901967
【文章來源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PANI-EB與PANI-CSA的SEM形貌圖和水接觸角
圖 2-9 涂層經(jīng)過鹽霧測(cè)試的電子照片F(xiàn)ig. 2-9 Photo of the coating after salt spray testingA 和 PANI-EB 樣品表面亦顯現(xiàn)出不同程度的腐蝕現(xiàn)象,其中未添加聚苯胺馬口鐵板腐蝕情況最為嚴(yán)重;繼續(xù)延長(zhǎng)腐蝕時(shí)間至 240 h 時(shí),可以明顯的看品表面有了比較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象,十字劃痕周邊的腐蝕痕跡擴(kuò)散的最為嚴(yán) 樣品表面也有了比較明顯的腐蝕,但相比于其他樣品,腐蝕在其十字劃痕弱,耐蝕性最好。此外,從圖中也可得出:兩種產(chǎn)物在環(huán)氧樹脂中的添加性能有所提升,且疏水性的 PANI-EB 耐腐蝕性能強(qiáng)于親水性的 PANI-CSA結(jié))本章在 0.1 mol/L 樟腦磺酸溶液中,以過硫酸銨作引發(fā)劑,采用化學(xué)氧化樟腦磺酸摻雜的聚苯胺(PANI-CSA),然后經(jīng)過處理對(duì)其進(jìn)一步脫摻雜,態(tài)聚苯胺(PANI-EB)。通過 FT-IR、UV-Vis、XRD、SEM、EDS 和靜態(tài)水所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌、元素組成以及浸潤(rùn)性進(jìn)行了表征與測(cè)試。結(jié)果表酸摻雜到了聚苯胺結(jié)構(gòu)上,并且經(jīng)過脫摻雜后成功制備了 PANI-EB,
圖 3-4 PANI 與改性 PANI 的 SEM 形貌圖與水接觸角Fig. 3-4 SEM morphology and water contact angle of PANI and modified PANIa—PANI;b—PANI-SDS-3;c—PANI-CTAB-3性劑均有較長(zhǎng)的疏水鏈段,在摻雜聚苯胺的過程中,表面活性劑的親水端朝內(nèi),長(zhǎng)疏水鏈段伸向外部,以至于產(chǎn)物表現(xiàn)為超疏水性。然而由于 CTAB 分子鏈中的疏水鏈段比 SDS更長(zhǎng),因此 PANI-CTAB-3 的疏水性略強(qiáng)于 PANI-SDS-3。由 SEM 圖中明顯可以看出,未經(jīng)表面活性劑改性的 PANI 結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)棒狀和球狀,表面相對(duì)光滑,并且出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。而 PANI-SDS-3 與 PANI-CTAB-3 呈現(xiàn)出比較均一的棒狀結(jié)構(gòu),在其表面有微米級(jí)小凸起,粗糙度較大,這也是它們的潤(rùn)濕性表現(xiàn)為超疏水的原因。因?yàn)榇植诘谋砻鏁?huì)將水滴托起,讓其很難接觸到基體的平面,使水滴與基體的接觸面積減小,潤(rùn)濕基體表面的能力大大降低而使基體表現(xiàn)為超疏水性。3.4.5 EDS 譜圖分析a(a) PANI(b) PANI-SDS-3(c) PANI-CTAB-3CN
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬腐蝕防護(hù)有機(jī)涂層的研究現(xiàn)狀[J]. 郭璐. 廣東化工. 2017(06)
[2]表面活性劑改性超疏水聚苯胺的制備及防腐性能[J]. 徐惠,趙澤婷,劉嘉悅,陳泳,劉健. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(10)
[3]導(dǎo)電聚苯胺的聚合方法及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 賈藝凡,劉朝輝,廖梓珺,王飛,葉圣天,丁逸棟,班國(guó)東,林銳. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2016(01)
[4]石油生產(chǎn)中腐蝕的原因及緩蝕劑的應(yīng)用[J]. 于國(guó)棟,楊梅. 化工管理. 2015(23)
[5]一步法合成聚苯胺/十二烷基苯磺酸鈉超疏水復(fù)合材料(英文)[J]. 宋根萍,夏冬祥. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]聚苯胺/聚吡咯復(fù)合薄膜電極的制備及其超電容和耐腐蝕性[J]. 徐惠,李俊玲,彭振軍,莊君霞,張俊龍. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(10)
[7]超疏水性聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的合成及防腐蝕性能[J]. 邢翠娟,于良民,張志明. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]不同酸摻雜聚苯胺的電化學(xué)聚合及性能[J]. 孫通,李曉霞,郭宇翔,趙紀(jì)金,馬森,趙楠. 化工進(jìn)展. 2013(08)
[9]手性聚苯胺納米纖維的電化學(xué)制備[J]. 翁少煌,周劍章,林仲華,林新華. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)
[10]金屬腐蝕的危害及防護(hù)[J]. 王彩云. 機(jī)械管理開發(fā). 2012(05)
博士論文
[1]金屬基體超疏水表面的制備及其海洋防腐防污功能的研究[D]. 劉濤.中國(guó)海洋大學(xué) 2009
碩士論文
[1]超疏水聚苯胺的制備及其耐腐蝕性能研究[D]. 劉嘉悅.蘭州理工大學(xué) 2016
[2]鋁基超疏水表面的制備與腐蝕防護(hù)性研究[D]. 呂大梅.南昌航空大學(xué) 2015
[3]二次摻雜聚苯胺的合成及其防腐性能的研究[D]. 高婷.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[4]聚苯胺對(duì)鎂合金環(huán)氧防護(hù)涂層耐蝕性能的影響[D]. 張穎君.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[5]聚苯胺耐蝕涂層的研究[D]. 黃輝.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):2901967
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/2901967.html
最近更新
教材專著