碳钢作为一种重要的工程材料,在交通、建筑、机械制造、航天等行业有重要作用,但是在使用过程中,碳钢常常因为腐蚀而变质。从热力学角度来讲,金属的腐蚀是自发进行的,因此金属的腐蚀具有普遍性。金属的变质会造成经济的损失,环境的污染,资源的浪费,甚至会造成严重的安全事故。因此研究碳钢的防腐蚀问题具有重要意义。金属腐蚀可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀和生物腐蚀,其中电化学是最重要的研究对象。电化学腐蚀往往与周围环境有关,周围环境中腐蚀介质向金属表面迁移并接触是发生电化学腐蚀的必要条件。阻碍金属与周围环境的接触可以有效的减缓其腐蚀速度。金属表面的超疏水膜因为其憎水性质,可以有效的抑制腐蚀介质在碳钢表面的扩散,其特殊的粗糙结构可以储存空气,减少腐蚀介质与金属的接触面积,因而被大量科研人员应用于防腐蚀中。聚苯胺是一种具有防腐蚀性能的高分子材料。因为其氧化还原性质可以在碳钢表面形成一层钝化膜,达到防腐蚀的目的。利用超疏水表面的憎水性质和聚苯胺优良的防腐蚀性能,将两者结合应用于防腐蚀,可以更有效的提高涂层对基体的保护作用。本文首先采用电纺丝的方法,在碳钢表面构建了一层超疏水薄膜。聚苯乙烯在强电场的作用下,形成纳米尺寸的纤维丝并在碳钢表面沉积,得到超疏水膜,其接触角可以达到157。。但是该疏水膜与碳钢的作用力很弱,不能满足工业应用时对膜机械强度的要求。因此,利用聚二甲基硅氧烷改性过的二氧化硅纳米粒子与环氧树脂共混,采用提拉法在碳钢表面构建一层防腐蚀膜。通过改变二氧化硅粒子的含量,制备出具有不同疏水性的防腐蚀膜,当纳米粒子含量为34.7%时,其静态接触角达到159。。通过扫描电镜分析膜表面形貌,发现其表面布满纳米粒子,并且具有一些微孔,使其具有微纳米粗糙结构。通过电化学测试其防腐蚀性能。发现该疏水膜具有优良的防腐蚀效果。但是当经过一段时间的浸泡之后,当疏水膜被破坏时,其防腐蚀性能很快失去作用。说明该疏水膜的防腐蚀作用完全依赖其疏水效应。为进一步提高超疏水膜的防腐蚀性能,将脱掺杂后的聚苯胺溶于N,N-二甲基甲酰胺中,与疏水二氧化硅粒子和环氧树脂共混,在碳钢表面制备出了具有超疏水性的聚苯胺环氧树脂防腐蚀膜。当纳米粒子含量为25%时,其接触角达到151。。用傅里叶红外波谱仪测定其化学键。扫描电镜分析膜表面形貌,发现其表面具有一些裂纹,使其具有微纳米粗糙结构。进一步通过电化学方法测试其防腐蚀性,发现该条件下制备的超疏水膜具有很好的防腐蚀效果。聚苯胺在金属表面形成化学键,提高了超疏水膜与金属之间的作用力,使该膜具有更稳定的防腐蚀性能