聚苯胺以其優異的電化學性能,獨特的氧化還原性能和環境友好性等優點而備受關注。其在防腐蝕領域方面具有廣闊的應用前景,但聚苯胺難溶、難熔,加工性能差等缺點限制了其發展。
傳統的過硫酸銨作為氧化劑合成的聚苯胺,雖然導電率較高,但是分散性太差,因此限制了其大規模應用。
有研究采用一種溫和的氧化體系(H2O/FeCl2/H22),制備出分散性良好的納米聚苯胺。采用過硫酸銨為氧化劑,分別用四種無機酸(鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸),三種有機酸(十二烷基苯磺酸、苯甲酸、樟腦磺酸)和高氯酸作為摻雜劑制備出不同類型的納米聚苯胺;以HO/FeC為氧化劑,分別用磷鉬酸和硫酸為摻雜劑制備了納米聚苯胺,以及本征態的聚苯胺。通過分散性實驗證明,在HO/FeC體系中制備的納米聚苯胺顯示了比傳統方法更好的分散性。
通過簡單的機械分散法,將所合成的納米聚苯胺分散到環氧樹脂中制備復合涂層,觀察涂層的表面形貌,用劃痕法測試其附著力。通過鹽霧試驗,耐海水浸泡試驗以及電化學測試(塔菲爾極化曲線和阻抗譜技術)研究復合涂層的防腐蝕性能,結果表明在H2O2/FeCl米聚苯胺氧合涂層展現了最強的附著力和良好的防腐蝕性能,高氯酸摻雜的納米聚苯胺環氧復合涂層其次,而無機酸和有機酸摻雜的聚苯胺環氧復合涂層則顯示了最差的防腐性能。這也說明,具有良好分散性的聚苯胺,其防腐蝕能力也是最強的。
分別將無機酸摻雜的納米聚苯胺和在HO/FeC體系中制備的納米聚苯胺環氧復合涂層與純環氧涂層的防腐蝕性能進行了對比。運用交流阻抗譜對涂層的浸泡過程進行研究,對阻抗譜進行擬合,建立相應的等效電路模型來解析阻抗譜各參數隨浸泡時間的變化。數據顯示納米聚苯胺提高了涂層的防護性能,可能是因為其針孔鈍化效應,并且納米聚苯胺分散性越好,其孔隨越小,其鈍化效果越好,防腐蝕能力越強。
用所合成納米聚苯胺對水性環氧涂層進行改性。經過中性鹽霧試驗后發現,添加少量的分散性良好的納米聚苯胺就可以有效提高環氧涂層的耐腐蝕性能,而添加分散性不好的納米聚苯胺則會加速鋼鐵的腐蝕。