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近年来,聚苯胺及其衍生物以其环境友好性、良好的热稳定性和可逆的氧化还原性能等优点,得到了研究工作者的广泛关注。然而,由于聚苯胺分子链刚性强,导致其不溶不熔、加工性能差,从而限制其大规模应用。针对聚苯胺存在的问题与不足,本论文设计合成了三种不同纳米结构的聚苯胺衍生物,解决其溶解性问题,制备复合涂层,并详细研究了防腐蚀行为和保护机理。一、采用快速混合反应法,以邻氨基苯磺酸和苯胺为原料,共聚合制备平均直径45 nm、长度750 nm的磺化聚苯胺（SPANi）纳米纤维。SPANi纳米纤维拥有优异的水溶性,良好的导电性（0.11 S/cm）和可逆的氧化还原反应活性。比较SPANi/水性环氧树脂复合涂层与纯水性环氧树脂的极化曲线和电化学阻抗谱发现,0.5 wt%SPANi显著增强了水性环氧树脂的防腐蚀性能。通过对Q235表面化学结构和形貌分析研究了SPANi/水性环氧树脂复合涂层在金属表面形成的氧化膜随浸泡时间的变化规律。二、以邻苯二胺单盐酸盐为原料,通过化学氧化聚合制备了在有机溶剂中具有良好分散性、含游离氨基的聚邻苯二胺（PoPD）纳米粒子。并进一步制备不同含量PoPD纳米粒子（0.5 wt%,1 wt%和2 wt%）的环氧树脂涂层,对比不同涂层在3.5 wt%NaCl溶液中浸泡90天的开路电位、极化曲线、电化学阻抗等性能,结合等效电路,拟合得到腐蚀过程中涂层电阻等电化学参数的变化。发现0.5 wt%的PoPD纳米粒子复合涂层（0.5-PDEP）具有最优异防腐性能,这归因于纳米填料增强了涂层的完整性且提升了阻隔性能和PoPD的氧化还原活性。三、合成具有芳香环结构的聚2-丁基苯胺（P2BA）纳米纤维作为分散剂,通过P2BA和石墨烯纳米片之间的非共价键“π-π”相互作用,实现石墨烯在有机溶剂中的稳定分散。将P2BA官能化石墨烯（P2BA-G）加入到环氧树脂中制备石墨烯环氧树脂涂层。通过对比石墨烯环氧树脂涂层、P2BA环氧树脂涂层和纯环氧树脂涂层的极化曲线和电化学阻抗谱,选用合适的等效电路,拟合得到涂层电阻等电化学参数的变化。实验结果表明,P2BA的加入改善了环氧树脂涂层的防腐能力,在环氧树脂涂层中引入适量的分散良好的石墨烯纳米片(P2BA0.5%-G0.5%)可显著提升抗腐蚀性能和摩擦性能。这不仅是因为P2BA具有的氧化还原活性,在金属基底生成Q235致密氧化膜,而且高机械性和分散良好的石墨烯纳米片具有良好的屏蔽性能,并切断电化学腐蚀的电子转移途径,阻隔腐蚀介质穿透涂层。