聚苯胺（PANI）作為一種導電聚合物，廣泛用于廢水處理材料[1-3]、導電材料[4-5]、吸波 材料[6]以及光電顯示材料[7-9]。自從 De Berry 等[10]報道了 PANI 對不銹鋼的防腐作用后，PANI 在金屬防腐領域得到了廣泛的應用[11-12]。Jeyaprabha 等[13]報道 PANI 結(jié)構(gòu)中存在許多重復單 元結(jié)構(gòu)，這些單元結(jié)構(gòu)在金屬表面起緩蝕劑的作用。眾多研究表明，PANI 能使鋼表面形成 鈍化層，從而提高腐蝕電位，降低腐蝕速率，抑制腐蝕性物質(zhì)的滲透[14]，是鋼的有效緩蝕劑 [15-17]。通過電化學聚合，苯胺單體可以直接沉積在金屬基底上，形成保護層[18-19]。然而，由 于電沉積 PANI 的多孔結(jié)構(gòu)和與金屬基體的附著力較弱[20]，涂層的耐腐蝕性并不理想。為了 提高防腐效果，常將 PANI 作為添加劑混入高分子樹脂中制備復合涂料，可將有機涂料良好 的附著力和阻隔性與 PANI 的電活性結(jié)合起來[21]。復合涂層的防護性能與 PANI 在涂層基體 中的溶解度和分散性密切相關[22]。因此，用酸摻雜或不同納米材料對 PANI 進行復合改性， 可以提高涂層的溶解度和防腐性能，也能有效解決 PANI 與金屬基材之間附著力差的問題， 有效提高 PANI 涂料的防腐性能[23-24]。大量研究結(jié)果表明，改性聚苯胺防腐涂料的防腐性能 比常規(guī)防腐涂料有明顯提高[25-27]，改性 PANI 防腐材料的開發(fā)是防腐涂料研發(fā)領域的熱點[28]。
導電性聚合物自引入金屬腐蝕與防護領域以來，其高導電性對防護基體耐腐蝕性能的影 響往往被視為“雙刃劍”。聚苯胺作為防腐領域應用最廣泛的導電聚合物之一，主要通過氧 化還原作用促使金屬表面形成致密的氧化膜，使金屬處于鈍化區(qū)，從而降低腐蝕速率。聚苯 胺的氧化還原作用要求它在涂層中形成具有高導電性的導電網(wǎng)絡。在涂覆強導電涂層的金屬 基材表面，首先，摻雜改性可以使復合材料高度分散和活化，從而更好地中和并防止基材的 電位上升。其次，通過添加納米顆粒，可以有效降低材料的電導率，從而有效避免電偶腐蝕 的風險。
作為一種新型復合材料，PANI 復合材料仍然面臨許多挑戰(zhàn)：（1）到目前為止，仍未有 一種能全面解釋 PANI 防腐蝕作用的明確機理。其防腐機理仍需進一步研究，以形成完整系 統(tǒng)的理論體系，為后續(xù)功能化 PANI 材料的開發(fā)和防腐新技術的應用提供理論基礎。（2） 由于 PANI 本身的多孔性和低附著力，必須與其他組分復配才能達到理想的防腐性能。但是 PANI 復合材料的制備存在工藝復雜，同時破乳劑揮發(fā)和濾液排放時存在污染環(huán)境等諸多問 題。在實際應用過程中，環(huán)境因素(如濕度、溫度、pH 等)對防腐性能有很大影響，但目前 這方面的研究很少，急需加強這方面的深入研究。為了由被動變?yōu)橹鲃樱梢杂镁徫g效果好 的摻雜劑對 PANI 進行改性，制備具有主動保護功能的“智能”防腐材料:即在 PANI 中摻雜 具有緩蝕作用的摻雜劑，將 PANI 作為緩蝕劑的記憶體，按需釋放緩蝕劑[69]。相信隨著研究 的深入，復合材料的性能會不斷提高，開發(fā)長期穩(wěn)定、耐腐蝕性強的“智能”PANI 復合防 腐材料將是未來的研究趨勢。
亞大豐暉 環(huán)境友好防腐材料--聚苯胺納米復合材料的制備及其研究進展【聚苯胺防腐漆】
發(fā)布時間：2023-11-29
