金屬腐蝕是影響國民生活、經濟建設的重要因素,每年由于金屬腐蝕直接或間接引起的環境污染、人員 傷亡、能源浪費等問題所造成的經濟損失難以估算。為了緩解這一問題,最常見的防腐手段之一便是在金屬 表面覆蓋涂層。聚苯胺是一種由氧化單元和還原單元組成的鏈狀高分子材料,1985 年 De Berry發現了在不銹鋼表面沉積聚苯胺薄膜可以顯著降低不銹鋼在酸性環境中的腐蝕速率,從此研究人員開始了對聚苯胺用于 金屬防腐涂層的廣泛研究。聚苯胺易于合成,并具有獨特的易摻雜等特點,但由于剛性的分子鏈結構,分子 間作用力強,因此其溶解性和熔融加工性能差。利用帶有一定功能基團的酸類或鹽類物質對聚苯胺進行摻雜可以有效改善其難溶問題,將摻雜態的聚苯胺作為防腐添加劑加入環氧樹脂中制成涂料,涂料的導電性和防 腐性能都有很大的提升。
有研究對比了不同無機酸摻雜聚苯胺的性能差異,發現鹽酸、硫酸或磷酸摻雜的聚苯胺具有良好的導電 性與結晶性,其中鹽酸摻雜聚苯胺的導電性最強;有學者研究了木質素磺酸鹽摻雜對聚苯胺的影響,測試表 明添加質量分數 5%的木質素磺酸鹽摻雜聚苯胺的環氧涂層腐蝕水平較低;還有學者制備了有機酸與無機酸 共摻雜的聚苯胺/環氧涂層,發現鹽酸與十二烷基苯磺酸共摻雜的聚苯胺解決了聚苯胺在涂層中的分散問題, 同時增強了涂層的屏蔽作用,抗劃傷和抗點蝕性能非常優異。
可采用化學氧化法,以鹽酸、硫酸、磷酸 3 種無機酸制備了不同摻雜態聚苯胺,再通過解摻雜制備本征態聚苯胺,接著用二次摻雜的方法來制備分別由植酸、甲基磺酸和十二烷基苯磺酸摻雜的聚苯胺。最后 將聚苯胺材料加入環氧樹脂中并涂覆在 Q235 碳鋼表面,通過電化學阻抗譜考察了不同酸摻雜聚苯胺及其添 加量對環氧涂層耐腐蝕性能的影響。