聚苯胺-水性醇酸樹(shù)脂-丙烯酸酯復(fù)合材料的制備及防腐性能.pdf

1、據(jù)美國(guó)防腐蝕工程協(xié)會(huì)（NACE）權(quán)威數(shù)據(jù)分析，每年美國(guó)因金屬腐蝕造成的損失達(dá)3000多億美元，占國(guó)民生產(chǎn)總值（GDP）的3％-5%，而我國(guó)因金屬腐蝕引起的損失占到GDP的5%，因此，尋求合適的方法抑制材料的腐蝕對(duì)社會(huì)的節(jié)能環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。采用防腐涂料對(duì)金屬進(jìn)行涂裝保護(hù)是目前最經(jīng)濟(jì)有效、廣泛應(yīng)用的防腐蝕方法。聚苯胺（PANI）復(fù)合防腐涂料具有獨(dú)特的抗劃傷和抗點(diǎn)蝕性能，是一種適用于酸性、海洋、航天等嚴(yán)苛條件下的重防腐涂料，但

2、由于其自身結(jié)構(gòu)特性，使其存在自身無(wú)法成膜、可加工性能較差等缺點(diǎn)，故需對(duì)其進(jìn)行改性以制備性能優(yōu)良的復(fù)合防腐涂料。本文采用對(duì)苯二胺（PDA）、間氨基苯磺酸（ABSA）對(duì)PANI進(jìn)行共聚改性，制得系列二元共聚物和三元共聚物，并以水性醇酸樹(shù)脂為基體樹(shù)脂與改性的 PANI進(jìn)行復(fù)合制得環(huán)保型復(fù)合防腐涂料。具體成果如下：
　　（1）以苯胺（An）和 PDA為單體，制備了不同系列的 PDA改性PANI。采用紅外（FT-IR），X射線(xiàn)衍射儀（XRD

3、）和掃描電鏡（SEM）對(duì)改性PANI進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了氨基成功鍵入PANI分子鏈上，影響PANI分子間的相互作用力，導(dǎo)致鏈間的共軛作用減弱。從熱重圖中可以看出：PANI作為填料加入水性醇酸樹(shù)脂基體中，明顯提高了膠膜的熱穩(wěn)定性。通過(guò)鹽霧和膠膜表面SEM圖可觀察出：采用2.80 g An、3.20 g PDA制備得PANI，將其加入基體樹(shù)脂中，明顯改善了涂料的防腐性能。實(shí)驗(yàn)表明：漆膜在鹽霧中暴露20天后，表面無(wú)銹點(diǎn)。采用電化學(xué)性能測(cè)試和X

4、光電子能譜（XPS）測(cè)試表明：涂層中活性單體在鐵基體界面處發(fā)生反應(yīng)，形成一層致密的Fe2O3氧化膜，提升了水性醇酸樹(shù)脂的防腐性能。
　?。?）以An和ABSA為原料，制備出系列二元共聚物，命名為SPANI。通過(guò)FT-IR譜圖證實(shí)了ABSA成功的引入SPANI鏈上；并通過(guò)UV-Vis、XRD、SEM和透射電鏡（TEM）對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ABSA的引入影響了SPANI的分子結(jié)構(gòu)，使聚合物共軛程度降低。通過(guò)分散液穩(wěn)定性分析表明

5、：采用5.03 g An和1.04 g ABSA為原料合成的SPANI，分散液穩(wěn)定性較好。通過(guò)電化學(xué)測(cè)試表明：將合成的SPANI做填料，加入水性醇酸樹(shù)脂基體中，其腐蝕電壓為-0.479 V，阻抗值最高可達(dá)9.86×106Ωcm2。通過(guò)改變合成SPANI的反應(yīng)時(shí)間發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)4 h的SPANI有較好的分散穩(wěn)定性和抗腐蝕性能。采用 SEM和分散液穩(wěn)定性測(cè)試，討論了PDA封端對(duì)SPANI性能的影響。研究表明：采用0.32 g的PDA封端改性的

6、SPANI分散液穩(wěn)定性較好。漆膜電化學(xué)分析表明，改性的SPANI防腐效果較佳，腐蝕電壓為-0.459 V，電化學(xué)阻抗值可達(dá)到3.82×108Ωcm2。
　　（3）以PDA為定量，討論了An和ABSA比例的變化，對(duì)三元共聚物（命名為SPANIP）的形貌及防腐性能的影響。采用FT-IR，UV-Vis， XRD，SEM和TEM對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行表征，結(jié)果表明：隨著ABSA量的增多，聚合物的形貌變得疏松多孔利于分散；但過(guò)多 ABSA

7、的引入，反而影響 An與 ABSA之間的聚合，導(dǎo)致 An自聚，形成一些小米粒狀的自聚物。對(duì)聚合物分散穩(wěn)定性分析表明：采用An5.03 g和1.04 g的ABSA制備的SPANIP，其分散液可穩(wěn)定存在720 h。對(duì)聚合物的耐水性、耐鹽霧性和防腐性能分析表明：將改性的 SPANIP做為填料加入水性醇酸樹(shù)脂中，明顯改善了涂料的防腐性能。電化學(xué)測(cè)試表明：復(fù)合涂料的腐蝕電壓為-0.459 V，電化學(xué)阻抗值為3.82×108Ωcm2。采用XPS測(cè)試