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金属的腐蚀会带来巨大经济损失,采用防腐涂料对金属加以保护是有效的方式之一。目前主要的防腐涂料多数属于有机溶剂型,但这种有机溶剂型涂料会释放大量的挥发性有机化合物和重金属离子,不仅严重污染环境,而且还威胁人类安全。另一方面,近年来无线电技术发展迅速,GHz范围内的高频电子设备已被广泛使用,随之而来的电磁干扰和电磁波污染也是一个亟待解决的问题。而导电高分子聚苯胺(Polyaniline,PANi)具有合成简单、结构多样化、掺杂机制独特、物理化学性能优异、稳定性好和原料价格低廉等特点,在腐蚀防护以及微波吸收领域中有着广泛的应用前景。本文以聚苯胺、氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)、石墨烯(Graphene,G)以及碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)等为研究对象,制备了一系列聚苯胺/碳纳米杂化材料,研究了聚苯胺/石墨烯基杂化材料的防腐性能以及聚苯胺/碳纳米管杂化材料的微波吸收性能,主要研究工作如下:(1)以邻氨基苯磺酸、苯胺和氧化石墨烯为原料,采用共聚合的方法在聚苯胺分子链中引入了磺酸根基团,合成了水溶性的磺酸化聚苯胺(Sulfonated Polyaniline,SPANi)。随后,采用液相剥离的手段,制备了水溶性的磺酸化聚苯胺-氧化石墨烯(Sulfonated Polyaniline-Graphene Oxide,SPGO)杂化材料。将不同含量的杂化材料SPGO加入到水性环氧树脂基体中,得到了SPGO/Eoxy复合防腐涂料。研究了SPGO杂化材料的添加量对复合涂料防腐性能的影响。实验发现,当SPGO杂化材料的添加量为0.5%时,得到的防腐涂料具有较好的防腐性能,对Q235钢的保护效率为95.81%。(2)采用原位聚合的方法合成了樟脑磺酸掺杂的聚苯胺-石墨烯杂化材料(Camphor Sulfonic Acid Doped Polyaniline-Graphene,CSA/PANi-G)。将CSA/PANi-G加入到水性环氧树脂,得到CSA-PANi-G改性的环氧树脂防腐涂层。CSA/PANi-G在环氧树脂中的含量对复合材料的防腐性能有着重要的影响。电化学阻抗谱及塔菲尔极化曲线测试结果表明,CSA/PANi-G含量为0.5%时,得到的CSA/PANi-G复合涂层的防腐效果最好,对Q235钢的保护效率可以达到97.43%。(3)通过化学氧化法在聚乙烯醇的盐酸溶液中合成了分散性良好的聚乙烯醇/聚苯胺(Polyvinyl Alcohol/Polyaniline,P/PANi)胶束。以P/PANi胶束为稳定剂和分散剂,采用液相超声处理的方法,对石墨烯进行剥离。基于P/PANi和石墨烯之间的π-π相互作用,得到P/PANi-G杂化材料。随后将得到的P/PANi-G杂化材料加入到水性环氧树脂中,制备出了水性P/PANi-G/Epoxy防腐涂层。电化学阻抗谱和动电位极化曲线测试结果表明,含0.5%的P/PANi-G填料的复合涂层具有优异的防腐蚀能力,对Q235钢的保护效率为99.38%。(4)通过化学氧化剥离法沿碳纳米管外壁纵向剥离得到碳纳米管桥接的氧化石墨烯纳米带。在氧化剥离后的碳纳米管上原位生长聚苯胺,得到了不同核结构的CNTs@PANi杂化材料。经过优化后得到的4CNTs@PANi具有优异的微波吸收性能,在12.0 GHz时的最低反射损耗值为-45.7 dB,有效带宽为10.2至14.8 GHz。此外,最宽的有效带宽可以达到5.6 GHz,覆盖范围为12.4-18.0 GHz,厚度为仅2.0 mm,最低反射损耗在14.6 GHz时达到-29.0 dB。