金属腐蚀是影响国民生活、经济建设的重要因素,每年由于金属腐蚀直接或间接引起的环境污染、人员 伤亡、能源浪费等问题所造成的经济损失难以估算。为了缓解这一问题,最常见的防腐手段之一便是在金属 表面覆盖涂层。聚苯胺是一种由氧化单元和还原单元组成的链状高分子材料,1985 年 De Berry发现了在不锈钢表面沉积聚苯胺薄膜可以显著降低不锈钢在酸性环境中的腐蚀速率,从此研究人员开始了对聚苯胺用于 金属防腐涂层的广泛研究。聚苯胺易于合成,并具有独特的易掺杂等特点,但由于刚性的分子链结构,分子 间作用力强,因此其溶解性和熔融加工性能差。利用带有一定功能基团的酸类或盐类物质对聚苯胺进行掺杂可以有效改善其难溶问题,将掺杂态的聚苯胺作为防腐添加剂加入环氧树脂中制成涂料,涂料的导电性和防 腐性能都有很大的提升。
有研究对比了不同无机酸掺杂聚苯胺的性能差异,发现盐酸、硫酸或磷酸掺杂的聚苯胺具有良好的导电 性与结晶性,其中盐酸掺杂聚苯胺的导电性最强;有学者研究了木质素磺酸盐掺杂对聚苯胺的影响,测试表 明添加质量分数 5%的木质素磺酸盐掺杂聚苯胺的环氧涂层腐蚀水平较低;还有学者制备了有机酸与无机酸 共掺杂的聚苯胺/环氧涂层,发现盐酸与十二烷基苯磺酸共掺杂的聚苯胺解决了聚苯胺在涂层中的分散问题, 同时增强了涂层的屏蔽作用,抗划伤和抗点蚀性能非常优异。
可采用化学氧化法,以盐酸、硫酸、磷酸 3 种无机酸制备了不同掺杂态聚苯胺,再通过解掺杂制备本征态聚苯胺,接着用二次掺杂的方法来制备分别由植酸、甲基磺酸和十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺。最后 将聚苯胺材料加入环氧树脂中并涂覆在 Q235 碳钢表面,通过电化学阻抗谱考察了不同酸掺杂聚苯胺及其添 加量对环氧涂层耐腐蚀性能的影响。