【摘 要】
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聚苯胺(PANI)作为一种新型的功能高分子材料,由于其合成工艺简单、掺杂机制独特,具有良好的氧化还原性和环境稳定性、较高的掺杂导电率及特异的光、电、磁学性能而得到广泛关
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聚苯胺(PANI)作为一种新型的功能高分子材料,由于其合成工艺简单、掺杂机制独特,具有良好的氧化还原性和环境稳定性、较高的掺杂导电率及特异的光、电、磁学性能而得到广泛关注。但聚苯胺分子链骨架刚性强,分子间作用力大,几乎不溶不熔,后期加工处理的难度严重限制了其在各个领域的实际推广应用。复合改性技术可有效改善其加工性能,获得具有多种功能性的复合材料,为导电聚苯胺拓宽了应用领域。无机粒子对聚苯胺的复合改性能够提高聚苯胺涂层的防腐性能。在聚苯胺/无机复合材料制备中,掺杂剂、氧化剂、无机粒子的浓度、反应时间及无机粒子在复合物中的含量将对复合物的掺杂率、电导率、粒径、结构组成及其复合涂层的防腐性能等产生影响。本文主要讨论了苯胺聚合条件对聚苯胺、聚苯胺/氧化镝(PANI/Dy2O3)复合材料及其环氧树脂(EP)涂层性能的影响。本论文主要分为两个部分:①苯胺乳液聚合工艺条件对PANI及PANI/EP(P/EP)、PANI/Dy2O3-mix/EP(PD-M /EP)涂层性能的影响。采用四探针电导率仪、激光粒度分析仪、电化学工作站等探讨了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)用量、Dy2O3用量、过硫酸铵(APS)用量、反应时间及PANI用量对PANI及P/EP、PD-M/EP涂层性能的影响。研究表明: wt PANI %=25%,nSDBS/nAn=0.8, %9%wt Dy 2O3=,nAPS/nAn=0.8,反应时间=4h时,PD-M/EP涂层的防腐性能最佳。此时PD-M/EP涂层的腐蚀电位较P/EP涂层上升了+878mV,涂层的防腐性能得到了很大改善。②苯胺乳液聚合工艺条件对PANI/Dy2O3-(in-situ)(PANI/Dy2O3-I)及其PANI/Dy2O3 -I/EP(PD-I/EP)涂层性能的影响。采用四探针法、激光粒度分析、X光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、Tafel曲线分析等探讨了PANI/Dy2O3-I用量、SDBS用量、Dy2O3用量、APS用量及反应时间对PANI/Dy2O3-I及其PD-I/EP涂层性能的影响。研究发现:nSDBS/nAn=0.8, nDy O/nAn23=1/50,nAPS/nAn=0.8,反应时间=4h, PANI/Dy 2O3I%10%wt ?=时,PANI/Dy2O3-I及PD-I/EP涂层的性能较佳,此时PD-I/EP涂层的腐蚀电位最大(0.122V),比PD-M/EP涂层的腐蚀电位上升了+51mV,且其所需聚苯胺的量大为减少。XPS、XRD、FTIR分析表明:PANI/Dy2O3-I中Dy2O3与PANI链间存在相互作用,且随Dy2O3含量的增加,其分子规整性降低,红外光谱蓝移增大。与PANI相比,最佳条件下PANI/Dy2O3-I的热稳定性更好。
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