金属材料与其周围环境介质发生的化学或者是电化学反应(主要为电化学反应)导致金属失效,称为金属的腐蚀。金属腐蚀现象十分普遍,它给社会带来了巨大的经济损失,造成了许多灾难性的事故,耗竭了宝贵的资源与能源,严重地影响了社会的发展。因此,寻求一种价廉、环保、高效而又安全的腐蚀防护手段一直是金属腐蚀领域的研究重点。聚苯胺以其较高的电导率,对氧及水的稳定性,良好的防腐性能,简便的合成方法,以及方便的掺杂性能被认为是一种最有希望在防腐领域得到应用的导电高分子材料。本文主要研究了聚苯胺的防腐及其防腐失效机理,其结果如下。(1)在0.2 M H2SO4+0.1 M苯胺中,通过循环伏安法在不锈钢电极上合成了不同厚度的聚苯胺膜。通过实验研究发现,在不锈钢电极上合成的聚苯胺膜与在铂电极上合成的膜具有基本相同的电化学氧化还原性质。在0.2 M H2SO4中,研究了合成的聚苯胺膜对不锈钢的防腐性能和机理。研究发现:聚苯胺的防腐性能随着膜厚度的增加而增加,中间氧化态聚苯胺的防腐机理主要为阳极保护机理,而还原态聚苯胺的防腐机理主要为机械屏蔽作用和抑制阴极反应(氧还原)。(2)在0.2 M H2SO4中检测了开路电位的变化、经历不同开路电位阶段后的循环伏安图、电化学阻抗谱等,研究了聚苯胺防腐失效的原因,发现聚苯胺防腐失效的主要原因是由于聚苯胺膜层与电极表面的接触电阻增大或脱层使两者之间耦合作用减弱所致。而在0.2 M H2SO4中,促使聚苯胺膜层与电极接触电阻增大的主要因素可能为聚苯胺膜的多孔性。通过在铂电极上合成聚苯胺再与不锈钢耦合来测试其防腐性能与直接在不锈钢电极上合成聚苯胺的防腐性能对比,发现前者对不锈钢电极的阳极保护时间更长,这是由于通过铂的耦合不存在聚苯胺与电极表面接触电阻增大或者是脱层的现象产生,这也证实了直接在电极表面沉积的聚苯胺防腐失效的机理。(3)溶液中溶解的氧对直接在电极上沉积的聚苯胺的防腐性能基本没有影响,不存在所谓的“耦合腐蚀”加速腐蚀的现象出现;但是溶液中的氧对铂上聚苯胺与不锈钢耦合的防腐性能有影响,最终加速金属的腐蚀,形成所谓的“耦合腐蚀”。