功能酸二次掺杂聚苯胺的防腐蚀性能

聚苯胺具有独特的掺杂脱掺杂特性,能在特定的反应条件下合成出形貌较好的纳米纤维,使得通过脱掺杂和二次掺杂能制备出拥有特殊防腐官能团的新型纳米材料。将硫酸体系中合成的聚苯胺纳米纤维经氨水脱掺杂,再用磷酸、对甲苯磺酸和酒石酸等功能酸在脱掺杂态聚苯胺基础上制备出二次掺杂态聚苯胺,测试了聚苯胺/环氧树脂复合涂层的防腐蚀性能,并与功能酸一次掺杂态聚苯胺进行了对比。结果表明,功能酸掺杂的聚苯胺都有一定的防腐蚀效果;功能酸二次掺杂态聚苯胺比一次掺杂态聚苯胺有更好的防腐蚀性能,二次掺杂态聚苯胺涂层拥有更高的阻抗,其中酒石酸二次掺杂态聚苯胺涂层的阻抗最高,浸泡120 d后为3.48×10⁷ Ω·cm²,较其一次掺杂态聚苯胺涂层高出一个数量级。     

磷酸二次掺杂聚苯胺纳米纤维的合成及其性能的研究

采用无模板直接混合法制备了硫酸一次掺杂聚苯胺,经氨水解掺杂得到本征态聚苯胺,然后在磷酸体系中对本征态聚苯胺进行二次掺杂。研究了不同的磷酸浓度,反应时间,搅拌时间等对二次掺杂聚苯胺电导率和产率的影响,得到磷酸二次掺杂聚苯胺合成的优化条件,并通过四探针测试仪、扫描电镜、红外光谱、紫外光谱以及电化学测试技术,对掺杂态聚苯胺进行了研究与表征。结果表明,室温下磷酸浓度为1 mol·L-1,搅拌反应24 h时,磷酸二次掺杂聚苯胺的电导率以及产率达到最大值,电导率为0.25 S·cm·1,产率达到138.7%。扫描电镜表征显示,磷酸二次掺杂可获得形貌良好的聚苯胺纳米纤维,其长度可达400~600 nm,且纤维直径均匀;紫外谱图和红外谱图表明磷酸能有效的掺杂到本征态聚苯胺中,改善其电导率及产率;电化学测试结果表明磷酸二次掺杂聚苯胺较一次掺杂聚苯胺有着更好的防腐蚀性能。     

防腐蚀涂料

正201603009具有不同组成的聚苯胺复合涂层及其在低碳钢上的防腐性能研究[刊,英]/Grgur,B.N.等//Progress in Organic Coatings.-2015,79.-17~24采用电化学和化学方法研究了聚苯胺复合涂层对低碳钢的防腐蚀性能。采用化学脱掺杂和掺杂的方法制备了氧化态聚苯胺和苯甲酸盐形式的聚苯胺粉末。采用不同工艺,以聚苯胺粉末为原料制备了复合涂层。并     

不同态煤基聚苯胺的结构与性能

采用溶液再掺杂法制备了DBSA二次掺杂态煤基聚苯胺(CBP-R-DBSA),得出较佳的二次掺杂条件:时间24 h,温度30℃,酸浓度1.2 mol/L,所得产物电导率为6.08×10-2 S/cm.分析探讨了煤基聚苯胺的掺杂-脱掺杂过程及不同态煤基聚苯胺的结构与性能,结果表明:原位聚合引入的外加酸与煤大分子酸对聚苯胺具有协同掺杂效应,煤基聚苯胺的掺杂-脱掺杂不完全可逆,煤表面酸性基团的掺杂作用相应减少了聚苯胺链上的掺杂活性点,这限定了DBSA对U-CBP的有效二次掺杂,其掺杂效果逊于乳液聚合原位掺杂.     

聚苯胺在环氧树脂涂层中防蚀性能研究

采用直接混合氧化法分别在磷酸和硫酸体系中制备了掺杂态聚苯胺,通过研磨把聚苯胺分散到环氧树脂中制备复合涂层,研究了不同酸掺杂的聚苯胺在环氧树脂中的耐蚀性能以及聚苯胺用量对耐蚀性能影响.电化学阻抗谱研究发现,聚苯胺的加入提高了环氧涂层屏蔽保护效果并能提供钝化保护作用,合适的添加量为0.6％;盐雾试验结果表明,磷酸掺杂的聚苯胺在环氧树脂涂层中可以对基体提供较好的保护,而硫酸掺杂的聚苯胺保护效果较差.     

聚苯胺纳米纤维的合成及其在环氧树脂中对Q235钢的防腐蚀性能

分别采用直接混合氧化法和界面聚合法在四种不同的无机酸体系中制备了聚苯胺纳米纤维。扫描电镜表征发现采用直接混合氧化法可以得到高品质的聚苯胺纳米纤维,且在硫酸体系中可以得到直径均匀,长度达几个微米的优异的纤维形貌;通过红外光谱和紫外光谱对聚苯胺产物进行结构表征显示所得产物为掺杂态聚苯胺。进一步,选择硫酸掺杂的聚苯胺与环氧树脂共混制备了复合涂层,电化学阻抗谱研究发现,聚苯胺的加入提高了环氧涂层对Q235钢的初始屏蔽保护效果,但浸泡后,保护效果迅速下降。     

聚苯胺/环氧复合阴极电泳涂料防腐蚀性能的研究

运用插层聚合的方法制备了蒙脱土／聚苯胺复合材料，并进行了表征。将该复合材料通过共混的方式加入聚酰胺／环氧阴极电泳（CED）涂料中配制成聚苯胺／环氧复合阴极电泳涂料，并利用电化学阻抗谱方法对各电泳涂层的防腐性能进行了分析。研究发现：在3．5％NaCl溶液中浸泡10d后，腐蚀介质不能到达涂层／基底金属界面，金属表面没有发生腐蚀反应。随着聚苯胺含量的增加，复合电泳涂膜的阻抗值增加，具有较好的防腐性能。当聚苯胺含量相同时，与掺杂态聚苯胺复合电泳涂膜相比，本征态聚苯胺复合电泳涂膜具有很高的阻抗值，表现出更好的防腐性能。     

叔碳改性硅丙乳液复合涂层的防腐蚀性能研究

利用叔碳酸乙烯酯和乙烯基三甲氧基硅烷为功能单体,合成叔碳酸乙烯酯-硅烷改性丙烯酸酯(叔硅丙)乳液,并添加纳米Si O2和纳米蒙脱土等无机材料制备复合防腐蚀涂层。通过接触角、吸水率、电化学阻抗谱、极化曲线、盐雾试验等测试研究了乳液种类及无机纳米材料种类对涂层耐水性和防腐蚀性能的影响。结果表明,叔碳酸乙烯酯和乙烯基三甲氧基硅烷的引入可以有效提高涂层的耐水性和防腐蚀性能,无机纳米材料的加入,尤其是蒙脱土的加入可以进一步提高涂层的防腐蚀性能。复合涂层的吸水率仅为0.7%,腐蚀电流密度为2.91×10-9A/cm2,电化学阻抗可达1.9×108Ω,盐雾试验240 h后无腐蚀扩散现象。     

聚苯胺/钯纳米复合材料的原位还原法制备及表征

本文采用原位还原法,利用聚苯胺本身的还原性,对硝酸钯进行了还原和负载,制得了聚苯胺/钯纳米复合材料,考察了掺杂态及脱掺杂态聚苯胺对原位还原反应的影响,通过红外光谱、紫外光谱、扫描电镜和X射线衍射对所得复合材料的结构进行了表征,并用循环伏安法测定了复合材料对甲酸的催化性能。结果表明所制备的复合材料对甲酸具有一定的催化性能,且脱掺杂态聚苯胺复合材料的性能要优于掺杂态聚苯胺复合材料的性能。     

研究与述评

201307067 苯甲酸盐掺杂态聚苯胺涂层对低碳钢基材在不同环境下的防腐蚀性能研究 研究了苯甲酸盐掺杂态聚苯胺涂层处理的低碳钢在不同腐蚀环境下（如浓度为3名的NaCl溶液、大气环境、撒哈拉沙漠环境）的腐蚀过程。同时也测试了涂层阴极保护特性,结果表明比裸钢的防腐性能好。本文也探讨了苯甲酸盐掺杂态聚苯胺涂层处理的低碳钢在不同腐蚀环境下的腐蚀机理。     

掺杂态聚苯胺的制备与表征

以本征态聚苯胺为原料,以盐酸、硫酸、5-磺基水杨酸、对甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸为掺杂酸,制备出盐酸掺杂聚苯胺、硫酸掺杂聚苯胺、5-磺基水杨酸掺杂聚苯胺、对甲苯磺酸掺杂聚苯胺和十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺。对掺杂态聚苯胺的结构、电导率、溶解性和热稳定性进行测试,分析了掺杂酸对本征态聚苯胺的结构与性能的影响。     

聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维表面形貌对生物相容性的影响

外加电场作用下聚苯胺能够调节细胞附着、增殖、迁移和分化,在体液环境下发生脱掺杂会使聚苯胺基导电可降解纳米纤维电活性减弱,但在一定程度上仍能促进细胞的黏附、生长和增殖。本文选择酒石酸作为聚苯胺在等离子体处理后的聚乳酸纳米纤维表面原位聚合过程中的酸掺杂剂,考察酒石酸与苯胺摩尔比分别在1∶1, 1∶2和1∶4下不同形貌的聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维对生物相容性的影响。采用SEM、TEM和FTIR表征聚苯胺形貌及化学成分,接触角评价其润湿性,MTT、ALP和免疫荧光染色评价聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维生物相容性。结果表明,酒石酸与苯胺摩尔比在1∶1、1∶2和1∶4下的聚苯胺形貌分别为纳米颗粒状、纳米纤维状和纳米空心管状,聚苯胺附着在聚乳酸纳米纤维表面,不会对静电纺丝的多孔结构基体产生影响;聚苯胺/聚乳酸复合纳米纤维表面润湿性良好,有助于细胞的黏附和生长;纳米纤维状的聚苯胺对生物相容性的增强效果明显优于纳米颗粒状聚苯胺,而纳米空心管状结构的聚苯胺对生物相容性增强作用更佳。     

聚苯胺复合涂料红外与吸波性能研究

采用化学镀制备镍钴磷合金包覆盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体和本征态聚苯胺粉体复合材料.分别以盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体、本征态聚苯胺粉体以及化学镀复合粉体作为吸波剂,醇酸清漆为基料,制备了吸波涂层,并测定涂层微波反射率.分别以盐酸掺杂聚苯胺、高氯酸掺杂聚苯胺、本征态聚苯胺粉体为填料,聚氨酯为基料,制备红外涂层,并测试涂层的红外发射率.研究结果表明,本征态聚苯胺化学镀复合粉体吸波性能有较大提高,在15.5 GHz,反射率为-7.5 dB;盐酸掺杂聚苯胺粉呈现微波和红外兼容特性,对于雷达红外复合隐身涂料开发具有应用前景.     

二氧化锰氧化法合成聚苯胺/二氧化硅复合粒子用于防腐涂料的研究

以二氧化锰代替过硫酸铵氧化苯胺单体,并在聚合反应体系中添加适当比例的二氧化硅粒子,制备出不同酸掺杂的聚苯胺包覆二氧化硅复合粒子.扫描电子显微镜(SEM)观察表明,二氧化硅表面及其粒子之间明显包覆一层聚苯胺(PANI);并比较不同酸掺杂的聚苯胺复合粒子的傅里叶变换红外光谱(FT-IR),证明了掺杂的有效性.将合成的聚苯胺复合粒子作为防腐填料,加入环氧树脂作为成膜物,制备出的聚苯胺/环氧树脂复合涂料涂覆在碳钢基体上,采用加速浸泡实验、开路电位法、Tafel极化曲线研究其防腐性能.实验结果表明:H2SO4掺杂的聚苯胺复合涂层具有优良的防腐性能,该复合涂层的腐蚀电位较环氧树脂涂层提高400 mV,腐蚀电流下降4～5个数鼍级,是一种低成本、高性能防腐涂料.     

产品开发

正盐掺杂聚苯胺发展前景佳聚苯胺合成材料具有热稳定性优异,原料易得、合成方法简便等优点,广泛应用于二极管、二次电池、传感器等许多领域。但本征态聚苯胺没有导电性需通过掺杂使其具有优良的电化学活性后才能使用。目前已研究的聚苯胺掺杂主要有酸掺杂、盐掺杂、金属氧化物掺杂和金属掺杂等。其中酸掺杂聚苯胺的导电性高,但稳定性较差,裹减较快;盐掺杂聚苯胺不仅可用作电极材料,还可用作防腐剂和催化剂。盐掺杂主要有碱金属盐、季胺盐和过渡金属盐掺杂聚苯胺。其中过渡金属盐掺杂聚苯胺的综合性能最好,市场应用和发展前景广阔。     

DBSA掺杂聚苯胺在导电塑料中的应用

以十二烷基苯磺酸(DBSA)作为掺杂酸合成掺杂态聚苯胺,并以掺杂态聚苯胺和特导炭黑做为导电填料,线性低密度聚乙烯(LLDPE)为基体,乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)作为增塑剂,掺杂态聚苯胺和特导炭黑作为导电填料,制备导电塑料。使用四探针法测定了掺杂态聚苯胺和导电塑料的电导率,使用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱法、热重法对掺杂态聚苯胺进行分析和表征,并且测试了导电塑料的力学性能和流动性能。研究表明:掺杂态聚苯胺具有良好的导电性能,可以作为导电塑料的导电填料使用;并且使用掺杂态聚苯胺和特导炭黑作为导电填料制备的导电塑料比单独使用掺杂态聚苯胺具有更好的导电性能,力学性能。     

酸掺杂聚苯胺的研究进展

聚苯胺是最有应用价值的导电高分子之一,介绍了聚苯胺的结构,重点综述了单一无机酸掺杂、单一有机酸掺杂、复合酸掺杂、掺杂-脱掺杂-再掺杂、制备掺杂态聚苯胺的研究进展.最后,提出了聚苯胺的研究方向.     

掺杂态聚苯胺涂层微波辐射水蒸气生成性能研究

通过化学聚合法合成盐酸掺杂聚苯胺(PANI-HCl)与硫酸掺杂聚苯胺(PANI-H_2SO_4)构建微波吸收器,用于水处理。XRD、SEM、FTIR、接触角表征结果显示,两种掺杂态聚苯胺具有一定的结晶度与亲水性,其纳米纤维状聚苯胺单元呈三维多孔网络结构。VNA测试结果表明,PANI-HCl具有良好的微波吸收性能。70 W微波辐射下,PANI-HCl涂层组的蒸发速率为7.34 kg/(m²·h),为空白对照组的1.71倍,且除盐、染料废水净化实验表现出良好的脱盐性能、水净化性,并能多次重复使用。这种节能、低成本、稳定且结构简单的掺杂态聚苯胺涂层所组装的3D蒸发装置可用于海水淡化与废水处理,在水处理方面具有广阔应用前景。     

高性能气体分离聚苯胺膜

系统论述了聚苯胺自支撑膜和复合膜对气体的分离性能。聚苯胺自支撑膜、聚苯胺 /尼龙、聚苯胺 /氧化铝复合膜经去掺杂尤其是二次掺杂后 ,气体分离系数会显著提高 ,而透气系数略有提高。二次掺杂态聚苯胺自支撑膜和复合膜都具有极高的氧氮分离性能 ,已超过了一般聚合物材料的上限 ,最优异的聚苯胺膜的氧氮选择分离系数可达 30 ,它在包括有高选择性能膜材料聚酰亚胺、聚吡咙、聚三唑等在内的所有聚合物膜中排行第一 ,对空气分离显示出极大优势。预计聚苯胺复合膜及纳米膜在医疗保健等领域具有很大应用潜力     

不同酸掺杂聚苯胺防污添加剂的制备及其在防污涂料中的应用

通过化学氧化合成法制备了分别以盐酸、硫酸、磷酸、十二烷基苯磺酸和单宁酸掺杂的聚苯胺材料(PANI-HCl、PANIH2SO4、PANI-H_3PO_4、PANI-DBSA和PANI-TA),通过红外光谱仪、紫外光谱仪、X射线衍射仪及扫描电镜对它们的结构与形貌进行了表征。以聚苯胺材料作为防污添加剂,与丙烯酸树脂制成涂料并在玻璃板上刷涂防污涂层。用在室内藻液中挂板7 d的试验研究了酸掺杂聚苯胺涂层对海洋污损生物的抑制作用。结果表明,PANI-DBSA涂层有最优的抑藻作用,抑藻率达到51.74%。有机酸掺杂聚苯胺涂层表现出优于无机酸掺杂聚苯胺涂层的抑藻效果。