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聚苯胺(PANI)作为一种导电高分子材料,因其独特的掺杂机制,表现出优异的理化性能及电化学性能,应用前景广泛,近年来成为了导电高分子材料研究领域的热点,许多新技术以其为基础材料正不断被开发及应用。但聚苯胺本身的刚性结构使其溶解能力受到影响,在很大程度上限制了其应用范围,因此当前亟待解决的主要问题集中于聚苯胺及其衍生物的合成方式、改善其溶解能力、推动其实际应用等方面。 本论文利用乳液聚合法以苯胺为单体,以过硫酸铵为氧化剂,并利用高分子有机磺酸作为掺杂酸进行掺杂改性,成功制备了水溶性良好的墨绿色粉末状掺杂态聚苯胺固体。红外光谱结果显示,醌式结构和苯式结构的出现,说明苯胺已实现有效聚合,且在1037.39 cm-1处出现磺酸基的特征振动吸收峰;对产物进行溶解度实验,结果说明通过乳液聚合法制备的聚苯胺水溶性良好,很好的实现了水溶改性。 本文研究了水溶性聚苯胺对碳钢在酸性NaCl腐蚀介质下的缓蚀性能。采用浸泡实验,通过电化学阻抗技术研究了以不同苯胺单体与掺杂酸比例制备的聚苯胺的缓蚀性能,并研究了聚苯胺添加浓度、实验温度、浸泡时间等因素对其缓蚀率的影响。通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜、吸附等温模型对水溶性掺杂态聚苯胺的缓蚀机理做了初步探讨。为进一步探究水溶性聚苯胺对碳钢的缓蚀机理,本文比较了不同腐蚀介质下聚苯胺对碳钢的缓蚀性能,进而研究酸性条件下氯离子对聚苯胺缓蚀性能的影响。 在酸性NaCl腐蚀介质下,水溶性掺杂态聚苯胺对碳钢具有明显的缓蚀作用,且其对碳钢的缓蚀性能受聚苯胺添加浓度、浸泡温度及浸泡时间等因素的影响。水溶性掺杂态聚苯胺为主要抑制碳钢腐蚀过程中阴极反应过程的混合型缓蚀剂,是一种界面型缓蚀剂。对碳钢的缓蚀机理为聚苯胺在碳钢表面上的吸附作用,符合 Langmiur等温吸附模型。热力学计算结果表明,聚苯胺在碳钢表面的吸附过程是自发进行的,是伴随有物理吸附及化学吸附的熵变小的放热过程。酸性NaCl腐蚀介质中氯离子的存在更有益于提高聚苯胺在酸性溶液中对碳钢的缓蚀效果。