论文部分内容阅读
将原本具有防腐性能的聚苯胺（PANI）赋予超疏水性,制备出一系列具有超疏水性能的掺杂改性PANI。使用具有磺酸基团的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）,含氟单体丙烯酸六氟丁酯（F6BA）,并加入具有环氧基团的功能性单体γ-甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）或长链烷基单体丙烯酸十八酯（SA）,通过溶液聚合的方法分别制备出具有强疏水链段的三元共聚表面活性剂,然后将其作为化学氧化聚合法制备聚苯胺过程中的掺杂剂,制备出一系列具有超疏水性能的PANI复合材料。采用各种表征手段对所得产物GMA/PANI和SA/PANI的结构、形貌、元素组成以及其浸润性进行了表征与测试;并使其应用于防腐涂料中以提高其防腐性能:以环氧树脂E-44为基体树脂,使之与改性后的PANI复配。使用电化学工作站在3.5%NaCl电解质溶液中研究了产物PANI疏水性与其防腐蚀性能的关系,并进一步使用盐雾机对改性PANI/ER复合漆膜样板的耐盐雾性进行了测试。主要工作分为以下三部分:（1）选用含有磺酸基团的AMPS作为亲水端,含氟单体F6BA作为疏水端,具有环氧基团的GMA作为功能性单体,环氧改性含氟三元共聚物,采用溶液聚合法制备了一系列含环氧基团且具有强疏水链段的三元共聚物表面活性剂,然后用作PANI化学氧化聚合过程中的掺杂剂,控制其他原料用量不变的情况下,研究讨论表面活性剂中环氧基团GMA单体的用量对PANI疏水性的影响。FT-IR及1HNMR结果表明,表面活性剂被成功合成。且FT-IR、及XRD测试表明,成功合成了GMA/PANI聚苯胺超疏水材料。SEM和水接触角测试（CA）结果表明,制备改性PANI之时,合成GMA/PANI中掺杂剂的过程中,使用AMPS与F6BA的摩尔比为1:1,且掺杂表面活性剂中GMA量为0.4 g时,所得产物0.4-GMA/PANI,表面粗糙度最均一,且不凌乱。有均匀的纳米级小凸起,呈现明显的棒状结构且相对疏松,棒状堆积却没有团聚现象,且PANI形成交联网状结构,相对应的疏水性能最好,CA可高达162.1°,表现为超疏水性。（2）含有磺酸基团AMPS作为亲水单体,含氟单体F6BA作为疏水单体,加入长链烷基疏水单体丙烯酸十八酯（SA）,采用溶液聚合法制备了一系列具有多种强疏水链段的共聚物表面活性剂,将其用作PANI一步化学氧化聚合过程中的掺杂剂使用,控制其他用量不变的情况下研究讨论表面活性剂中SA长链烷基单体含量对PANI疏水性的影响。FT-IR及1HNMR测试结果表明,表面活性剂被成功合成。且FT-IR、XRD测试表明,成功合成了SA/PANI。SEM和水接触角测试（CA）结果表明,在改性PANI的制备当中,当合成SA/PANI的掺杂剂过程中,AMPS与F6BA的摩尔比为1:1,且掺杂表面活性剂中SA用量为0.8 g时,所得SA/PANI复合材料具有较均一的表面粗糙度,呈现均匀、光滑且明显的棒状结构,且PANI之间相对疏松,几乎没有团聚现象,且PANI棒状结构明显且增长,相对应的疏水性能最好,CA可高达163.4°,显示为超疏水性。（3）将第1、2部分中制备的超疏水改性PANI与环氧树脂ER复合,制备得超疏水PANI/ER复合防腐涂料,并涂覆于打磨过的马口铁板上,在3.5%NaCl电解质溶液中,测试PANI/ER复合涂层的防腐蚀性能和耐盐雾性能。电化学性能的测试结果表明,0.4-GMA/PANI与0.8-SA/PANI对应工作电极的腐蚀电位最大,GMA系列0.4-GMA/PANI的Ecorr=-531 mV,阻抗值为8.618×109Ω·cm2,防腐效率达到了99.53%。而SA系列0.8-SA/PANI的Ecorr=-465 mV,阻抗值为8.154×1010Ω·cm2,容抗弧的半径最大,依据测试结果计算得,0.8-SA/PANI复合涂层的防腐效率为99.73%;GMA/PANI复合漆膜的耐水性测试中,0.4-GMA/PANI及0.8-SA/PANI的耐水性最佳,其吸水率分别为0.9%及0.8%;对于GMA/PANI复合涂层的耐盐雾测试,同样也证实,掺杂剂中GMA用量为0.4 g、SA用量为0.8 g时,改性的PANI复合涂层具有较好的耐腐蚀性能。涂层随时间的推移,两组超疏水聚苯胺/环氧复合涂层所对应的工作电极的防腐蚀性能还是有所降低,但降低幅度较小。