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聚苯胺(PANI)防腐涂料对金属具有优异的阳极保护和屏蔽作用,还兼有独特的抗划伤腐蚀能力,且单体成本低、易于合成,在重防腐领域具有广泛应用前景。但聚苯胺的大分子链刚性结构导致其可加工性能差,用作涂料时难于分散容易导致涂层防腐性能不均一、力学性能差。将聚苯胺纳米化以及与无机粒子复合,不但可以解决聚苯胺可加工性能差的问题,而且还可将其防腐性与纳米颗粒的功能性聚于一体。 本论文以天然一维纳米材料凹凸棒石(ATP)为载体,通过原位聚合的方法制备ATP@PANI纳米复合材料,研究凹凸棒石对聚苯胺结构及防腐性能的影响,主要包括以下几方面内容。 (1)采用(3-氨丙基)-三乙氧基硅烷对凹凸棒石表面改性,使其表面带有聚苯胺聚合的活性中心氨基,制备出NH2-ATP@PANI纳米核壳材料,通过红外光谱,热重分析,透射电镜,扫描电镜等测试我们发现,以NH2-ATP为核来负载聚苯胺,可以提高聚苯胺复合材料的分散性,同时有效弱化聚苯胺链之间的作用力,电化学测试表明NH2-ATP复合改性提高了聚苯胺基环氧树脂涂料的防腐效果。 (2)采用苯基-三乙氧基硅烷改性凹凸棒石,使得凹凸棒石表面接枝另一种有机基团-苯基,原位聚合制备一维核壳结构的Ph-ATP@PANI纳米复合材料。实验结果表明通过本方法制备的Ph-ATP@PANI纳米复合材料中PANI壳层的厚度达到了7nm左右,且聚苯胺的产率相比氨基改性的方法更高;实现了聚苯胺分散性的提高和聚苯胺链之间作用力的弱化;电化学测试及盐雾测试表明Ph-ATP@PANI/环氧涂料的防腐性能最佳,且由于较好的分散性,Ph-ATP@PANI/环氧涂料能加速基底形成均匀致密的钝化膜,因而提高防腐性能及持久性。 (3)通过控制氧化钛粒子在凹凸棒石表面的异相成核合成了ATP@TiO2胶体粒子,并通过控制添加苯胺单体的量,制备得到了不同聚苯胺壳层厚度的ATP@TiO2@PANI纳米核壳材料,壳层厚度为~7nm,~20nm以及~40nm。对ATP@TiO2@PANI纳米核壳材料的防腐性能进行表征,发现其防腐性能相比纯聚苯胺大幅提升,且随着表面聚苯胺壳层厚度的增加,其防腐性能随之提高。