铝表面聚苯胺的电化学合成与性能研究

目的 提高铝在含氯离子介质中的耐腐蚀性能.方法 在含有0.4 mol/L苯胺的1 mol/L硫酸中,采用恒电位法和循环伏安法在铝表面电化学合成聚苯胺,用红外光谱、紫外光谱和扫描电镜对聚苯胺的结构和形貌进行表征.通过动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试,研究聚苯胺在0.6 mol/L NaCl、0.6 mol/L HCl、0.3 mol/L H2 SO4和0.3 mol/L H2 SO4+0.6 mol/L NaCl几种腐蚀介质中对铝的防护性能.结果 红外光谱表明,合成的是硫酸掺杂态聚苯胺.紫外-可见光谱表明,不同电化学方法 合成的聚苯胺吸收峰位置相近.扫描电镜观察显示,恒电位法制备的聚苯胺为纳米短棒状结构,而循环伏安法制备的聚苯胺呈现出颗粒状结构.聚苯胺涂层铝在各种腐蚀溶液中的自腐蚀电位都比铝正移,在0.3 mol/L H2 SO4中,恒电位法和循环伏安法制备的试样自腐蚀电位分别提高了769、894 mV.相比于恒电位法,循环伏安法制备的聚苯胺涂层具有更好的防腐蚀性能,在0.3 mol/L H2 SO4+0.6 mol/L NaCl中的保护效率高达91.69%,在0.6 mol/L HCl和0.6 mol/L NaCl溶液中的保护效率分别为80.40%和6.54%.结论 聚苯胺涂层在酸性溶液中比在中性溶液中具有更明显的腐蚀防护效果,在0.3 mol/L H2 SO4+0.6 mol/L NaCl强腐蚀性溶液中能对铝基体起到良好的防腐蚀作用.     

不锈钢表面聚苯胺基复合涂层的制备与防腐蚀性能研究

目的 制备一种新型复合防腐涂层,增强316L不锈钢在中高温硫酸溶液中的耐蚀性.方法 首先使用化学氧化法在石墨(G)颗粒表面原位聚合聚苯胺(PANI),制得PANI/G复合材料,再使用环氧树脂(EP)作为粘结剂,制备PANI/G/EP复合涂层.对比了PANI/G/EP复合涂层与PANI/EP复合涂层及添加氧化石墨烯(GO...     

Ni~(2+)掺杂电合成聚苯胺膜的耐腐蚀性能

利用电化学测试技术、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对在苯胺-硫酸电解液体系中加入Ni2+改性的电化学合成聚苯胺膜(PANI)性能进行了研究。结果表明,采用恒电流法制备聚苯胺膜(PANI)时,Ni2+的加入使PANI膜的形貌由不规则片状转变为纤维状,改性后PANI膜的交流阻抗明显增大,膜的腐蚀电流降低,10%HCl点滴腐蚀时间达320 s,中性盐雾实验36 h未见锈蚀。     

聚苯胺原位聚合改性氧化石墨烯制备复合涂层及其耐腐蚀性能研究

目的 提高聚苯胺(PANI)涂层的腐蚀防护性能,并明确其防腐机理.方法 通过原位聚合的方法,采用PANI对氧化石墨烯(GO)进行功能化修饰,并对其在GO表面的生长状态进行调控.利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)和场发射高分辨扫描电镜(FESEM),对功能化GO的结构和形貌进行表征和分析;然后将其引入到聚苯胺涂层中,制备PANI/GO复合涂层.采用电化学阻抗谱(EIS)详细研究PANI涂层以及不同的PANI/GO复合涂层对不锈钢基材的腐蚀防护效应,并对其耐腐蚀机制进行探讨.结果 PANI均匀地生长在GO片层上,其结构与形貌可以通过控制苯胺的添加量进行有效调控,且PANI的原位聚合促进了GO的片层剥离及舒展,改善了其分散性以及与涂层间的相容性.与单一PANI涂层相比,PANI/GO复合涂层的稳定开路电压值较大,且当苯胺与GO的质量比为5︰1时,获得的功能化GO的分散效果最佳,对聚苯胺涂层的腐蚀防护性能增强效果最为显著.此时复合涂层表现出最大的容抗弧直径,且电化学阻抗谱拟合后的电荷转移电阻最大,双电层电容最小.结论 PANI涂层本身可以在金属表面形成具有屏蔽作用的保护层,但其非致密的形态结构及腐蚀环境下的分子构型变化损害了涂层的腐蚀防护性能.通过功能结构化GO的复合,尤其是在GO分散性最佳的状态下,可有效提高涂层的致密性和抗渗透性,并且可抑制因质子反应导致的分子构型变化对涂层结构的破坏,从而增强涂层的腐蚀防护性能.     

AZ91镁合金表面合成聚苯胺涂层及其腐蚀性能研究

采用循环伏安法(CV)在含草酸、苯胺单体的溶液中以AZ91镁合金为基底沉积聚苯胺(Pani)涂层,并通过IR和SEM等手段对涂层的结构和形貌特征进行表征;同时通过极化曲线、开路电位-时间曲线及电化学阻抗谱(EIS)等评价涂层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性。结果表明,聚苯胺涂层有效提高了镁合金基体的自腐蚀电位,并导致镁合金腐蚀电流密度下降近两个数量级;长期浸泡过程中发现涂层能够有效抑制腐蚀溶液的渗透,阻止基体合金的腐蚀。     

TiO2/PVB-PANI/PVB双层涂层对不锈钢的防腐机理研究

目的 制备一种新型绿色环保的TiO2/PVB-PANI/PVB双层复合涂层,研究复合涂层对不锈钢在NaCl溶液中的防腐作用机理。方法 使用原位化学氧化法合成聚苯胺（PANI）,以PVB为粘合剂,甲醇为溶剂,用浸渍提拉法和刮涂法在不锈钢表面制备TiO2/PVB-PANI/PVB双层涂层。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见漫反射（UV-Vis DRS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱（EDS）等方法对材料的官能团、光吸收性能、结构和形貌组成等进行了研究,用电化学方法和划痕浸泡实验对比了TiO2/PVB-PANI/PVB双层涂层和PANI/PVB涂层的耐蚀性能,并分析探讨了相应的防腐蚀机理。结果 TiO2/PVB-PANI/PVB双层涂层光响应电流为250 nA/cm2,与PANI/PVB涂层相比,其光电位下降0.12 V。电化学测试表明,TiO2/PVB-PANI/PVB双层涂层试样相对不锈钢的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度减小,容抗弧半径增大,光照时,其界面处电化学反应速率明显增加。划痕浸泡实验表明,有无光照下,TiO2/PVB-PANI/PVB双层涂层的耐腐蚀性能均优于PANI/PVB涂层,而光照下两种涂层的耐蚀性能对比更为明显。结论 TiO2/PVB-PANI/PVB双层涂层依靠物理屏蔽、聚苯胺的防腐作用和光致阴极保护的协同作用为不锈钢提供优异的防腐蚀效果。     

聚苯胺/纳米碳化硅/环氧复合涂层的制备及其防腐蚀性能

在纳米SiC存在的情况下,以苯胺单体为原料,过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化聚合法制备了聚苯胺/纳米SiC复合物。采用SEM、XRD、UV-vis等方法对产物进行形貌观察和结构表征。将涂层中分别含有聚苯胺和聚苯胺/纳米SiC复合物填料成的碳钢片浸泡于3.5%NaCl溶液中,通过开路电位、极化曲线和电化学阻抗谱来评价涂层的防腐蚀性能。结果表明,涂层中含有聚苯胺/纳米SiC复合物填料成分的碳钢片抗腐蚀能力强于含聚苯胺的碳钢片,腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小;而裸钢片腐蚀电位最小,腐蚀电流密度最大。     

PANI/EP复合涂层对不锈钢在硫酸溶液中的保护作用

目的开发一种能够在热硫酸介质中长期保护316L不锈钢的新型复合涂层。方法使用化学氧化法制备一次掺杂聚苯胺(PANI),通过脱掺杂-二次掺杂制备十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的二次掺杂聚苯胺,并添加环氧树脂(EP)作为成膜剂制备PANI/EP复合涂层。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)等方法,对材料的官能团、结构和形貌进行表征,用电化学测试法和划痕浸泡实验测试PANI/EP复合涂层的耐蚀性能,并对复合涂层的保护机理进行探讨。结果在50、60℃的1mol/L硫酸溶液中,PANI/EP复合涂层试样的自腐蚀电位相对不锈钢显著提高,其中50℃时提高了560 mV,60℃时提高了450m V,均达到不锈钢的钝化电位,阳极极化曲线电流密度下降了两个数量级。电化学交流阻抗测试表明,涂覆涂层后,试样的阻抗模值明显增大。划痕浸泡试验表明,在50℃的1 mol/L硫酸溶液中浸泡一周后,PANI/EP复合涂层试样没有发生脱落,且划痕处几乎没有腐蚀,主要原因是涂层促使不锈钢表面生成了稳定的钝化膜。结论在中温硫酸溶液中,PANI/EP复合涂层对不锈钢同时提供物理屏蔽作用和阳极保护作用,有良好的防腐蚀保护效果。     

铝基体上电沉积聚苯胺膜及其耐蚀性

探讨了电化学方法在Al基体上沉积聚苯胺膜的控制工艺,研究了聚苯胺膜的耐蚀性.结果表明,Al基体上沉积一层Ni后,可用电化学方法沉积聚苯胺膜.循环伏安法的扫描电位上限、恒电流法的电流密度、恒电位法的电位范围和电解质的酸度均影响苯胺的聚合速度和聚苯胺膜的物理性能.动电位极化曲线表明,在0.5 mol/LNaCl 溶液中,用各种电化学方法沉积聚苯胺膜的Al样品,其点腐蚀电位比无膜时有所升高.Al基体表面覆盖导电聚苯胺膜以后,其耐蚀性能得到提高.     

不锈钢表面聚苯胺纳米纤维/改性氧化石墨烯/水性环氧复合涂层的制备与防护性能研究

在氧化石墨烯纳米片(GO)改性的基础上,于非盐酸介质中采用原位共聚法合成了聚苯胺纳米纤维/改性氧化石墨烯复合材料(PANI-F/CTGO),将其作为防腐增效组分引入到水性环氧聚合物乳液(WEP)中构建复合涂料。采用电化学方法和盐雾实验研究了涂料在加速腐蚀条件下对不锈钢的腐蚀防护作用,对腐蚀产物结构进行了分析。复合材料中PANI-F与CTGO的化学键接提高了PANI-F/CTGO在环氧乳液中的分散性和相容性。非盐酸介质条件下制备的PANI纳米纤维没有腐蚀介质盐酸的引入,在涂层中能发挥出更好的耐蚀性;PANI-F/CTGO/WEP涂层具有较高的开路电位(OCP)值和阻抗模,耐盐雾时间达到720 h,显示了优异的防腐性能,这主要是PANI-F/CTGO的主动钝化与物理阻隔协同作用的结果。     

聚苯胺对环氧涂层防腐蚀性能的影响

制备了本征态聚苯胺在涂层中质量分数分别为0%、1.5%、3%、5%、7%、10%的聚苯胺/环氧防腐蚀涂层,通过Tafel极化曲线和电化学阻抗谱测试对比了其在35%NaCl溶液中的腐蚀性能,结果表明,聚苯胺含量对涂层的防腐蚀性能有较大影响:涂层中聚苯胺含量较小时,随着其在涂层中含量的增加,涂层的腐蚀电位相应提高,而随着聚苯胺含量的进一步增加,涂层的防腐蚀效果开始下降.涂层中聚苯胺质量分数含量为5%时,涂层具有最佳的防腐蚀性能.     

三种导电防腐涂层的耐蚀性能研究

分别制备聚苯胺改性石墨烯、纳米粒子改性石墨烯和石墨/炭黑复合物三种导电防腐涂料,并将其分别涂覆在Q235钢表面制备导电防腐涂层接地材料。采用接触角仪、电化学阻抗谱、Tafel极化曲线和光学显微镜,研究了该上述涂层在酸性土壤模拟液中的腐蚀性能。结果表明:三种导电防腐涂层均具有优良的防腐性能和较大的接触角。纳米粒子改性石墨烯涂层和聚苯胺改性石墨烯涂层防腐效果大于石墨/炭黑复合导电涂层。纳米粒子改性石墨烯涂层和聚苯胺改性石墨烯涂层的保护效率分别高达92.09%和91.44%。     

聚苯胺在防腐方面的研究及应用现状

聚苯胺(PANI)具有良好的热稳定性和环境稳定性,经掺杂后,具有导电性及电化学性,可作为填料应用于金属防腐领域。但其分子链骨架刚性强、分子间作用力大,不易加工成型,不溶于常规的有机溶剂,当其作为填料应用到防腐涂料中存在溶解性、分散性差且与金属基底附着力不强等缺点,如能对其进行合理有效的改性,则可解决上述问题。简要探讨了溶液聚合法、反相微乳液聚合法、模板聚合法以及电化学聚合法等PANI的制备方法,并针对PANI在防腐涂料应用中存在的问题,重点阐述了PANI的质子酸掺杂改性及复合改性等不同改性方法,通过掺杂不同的质子酸对PANI进行化学改性,可降低PANI分子链之间的相互作用,从而提高其溶解性、导电性和防腐性能。将不同性能的材料与PANI进行复合改性,改善分子间作用力,能提高其加工性,从而更好的应用于金属的腐蚀防护工作。最后介绍了PANI在腐蚀防护过程中的作用、在防腐蚀涂料中的应用及相关理论的研究现状,并指出PANI防腐涂层的研究重点和发展方向。     

水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层研究

目的研究水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐涂层在NaCl溶液中对马口铁的防腐效果。方法采用原位化学氧化聚合方法,制备了聚苯胺/海泡石复合材料,并以丙烯酸乳液为成膜物质,制备了水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层材料。通过扫描电镜和EDX对聚苯胺/海泡石复合材料的结构和形貌进行了表征。利用电化学交流阻抗谱、塔菲尔曲线和硫酸铜点滴试验,研究了海泡石/苯胺投料比、聚苯胺/海泡石复合材料用量、磷酸浓度等对复合涂层防腐性能的影响。结果扫描电镜观察显示,苯胺/海泡石复合材料具有纤维状结构。电化学测试及硫酸铜点滴试验表明,当海泡石/苯胺投料比为6:10、聚苯胺/海泡石复合材料用量为0.2%、磷酸浓度为0.1 mol/L时,其腐蚀电流密度为1.013X10~(-6)A/cm~2,腐蚀电位为-0.385V,极化电阻为14 350.8?,耐硫酸铜腐蚀时间为275 s,防腐效果最佳。结论当海泡石/苯胺投料比为6:10、聚苯胺/海泡石复合材料用量为0.2%、磷酸浓度为0.1 mol/L时,水性聚苯胺/海泡石/丙烯酸乳液复合防腐涂层对马口铁具有最佳的防腐效果。     

纳米ZnS增强聚苯胺复合涂层的性能研究

采用水热法制备纳米Zn S,与化学氧化法制备的聚苯胺(PANI)按不同比例混合,制得纳米Zn S改性PANI复合物,将其涂覆于Q235碳钢表面制备复合涂层。采用SEM,AFM,XRD和FTIR表征纳米Zn S改性PANI复合涂层的表面形貌和结构,利用动电位极化和EIS研究复合涂层浸泡在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的腐蚀电化学行为。结果表明,纳米Zn S改性PANI复合涂层中Zn S和PANI二者均匀分散,显著提高其耐蚀性能。当Zn S和PANI的质量比为1∶1时,性能最优,在3.5%Na Cl溶液中浸泡7 d,复合涂层的保护效率高达99.9%;浸泡30 d后复合涂层的表面形貌发生变化,仍为致密的保护膜,对基底材料具有较好的保护作用,使其免受溶液离子的侵蚀。     

高纯铝箔表面电聚合化合物防腐特性的试验研究

高纯铝箔分别经过电聚合苯胺、吡咯、噻吩表面改性,研究其在铝箔表面聚合物的形貌及防腐特性。结果表明:聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩对腐蚀箔有缓蚀抑制作用,且对腐蚀箔隧道孔的生成有一定的促进作用。利用原子力显微镜和扫描电镜对恒压电聚合制备的聚合物进行形貌和结构特征分析,发现三种电聚合化合物薄膜对高纯铝箔腐蚀发孔的影响与聚合物形貌和结构特征有很大关系。通过改变扫描速率、硝酸钠浓度和电聚合表面改性方式对高纯铝箔的腐蚀电池法过程进行极化曲线和交流阻抗研究,分析了电聚合化合物膜对高纯铝箔侵蚀过程的影响效果及其机制。     

海洋环境蒙脱土改性聚苯胺环氧涂层的防腐蚀性能

为提高海洋环境环氧(EP)涂层长效防腐蚀性能,选用蒙脱土(Mt)聚苯胺(PANI)复合物对环氧涂层进行改性,研究其耐蚀性能与机理。首先采用化学氧化法制备PANI和四种不同Mt含量的PANI复合物,然后以EP为成膜物质,在Q235钢上制备不同含量PANI-Mt100∶7的环氧复合涂层,通过红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)对PANI、PANI-Mt微观结构和形貌进行研究并利用电化学方法研究复合环氧涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能与机理。结果表明:改性环氧涂层在浸泡0.5h和360h时的阻抗值分别为8.7×106Ω·cm~2和6.3×104Ω·cm~2,而掺入PANI-Mt100∶7后环氧涂层阻抗值明显增大,当PANI-Mt100:∶7掺入量为5%(质量分数)时,环氧涂层在浸泡0.5h和360h时的阻抗值最大,分别为2.7×108Ω·cm~2和1.1×107Ω·cm~2。     

纳米SnO_2/聚苯胺/环氧复合涂层的防腐蚀性能

采用原位氧化聚合法合成了不同质量比的纳米SnO2/聚苯胺复合材料,运用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)对材料进行表征,并在304不锈钢表面制备了纳米SnO2/聚苯胺的环氧涂层,利用电化学工作站和浸泡增重试验研究其耐蚀性能。结果表明,纳米SnO2/聚苯胺复合材料的防腐蚀效果优于聚苯胺,且当SnO2在复合材料中的质量分数为4%时,防腐蚀性能最佳。依据不锈钢表面复合涂层的结构,建立合理的等效电路,结合电化学阻抗谱数据,研究了纳米SnO2/聚苯胺/环氧复合涂层耐蚀性增强的机制。     

电化学方法测试金属涂层的耐蚀性

叙述了电位－时间法，循环伏安法，恒电量方法及交流阻抗波谱法测定金属涂层的耐蚀性，电化学方法快速简便，特别是交流阻抗波谱是评价金属涂层性能和研究其腐蚀行为的最有效方法之一。     

基于聚苯胺的光固化防腐蚀涂层

利用十二烷基苯磺酸 (DBSA) 对本征态的聚苯胺 (PANI) 进行掺杂,将不同含量的掺杂后的聚苯胺分别加入到光固化树脂聚氨酯丙烯酸酯 (6071) 中,制备了一种低VOC排放的光固化聚苯胺防腐蚀涂层。通过实时红外以及漆膜性能的测试选择了合适的光引发剂,通过电化学阻抗谱、盐雾实验以及极化曲线对涂层的防腐蚀性能进行了测试。结果表明,加入0.4%DBSA-PANI的光固化涂层具有最佳的防腐蚀性能。